ICP光譜儀分析中的光譜干擾機理

光譜干擾在ICP發(fā)射光譜儀分析中占有最重要的地位，在一般的光譜儀工作的波長范圍內(nèi)約有數(shù)十萬條光譜線，經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的譜線重疊干擾。此外，ICP光譜儀光源還發(fā)射連續(xù)光譜背景以及某些分子光譜帶，建立分析方法時在選擇分析線和校正光譜干擾往往要花費很多工作量。為了獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，必須重視ICP光譜儀的光譜干擾問題。在ICP光譜儀分析中，有以下幾種類型的光譜干擾不能忽視：

 

(1) 譜線變寬引起的光譜干擾

 在ICP光源中，引起譜線變寬的外界因素主要有：

①多普勒變寬(又稱熱變寬)是由原子無規(guī)則運動造成的。

②碰撞變寬

原子或離子與中性粒子或帶電粒子碰撞引起變寬。在ICP光譜儀分析中中有三種：

a共振變寬：同種原子相互碰撞引起的譜線變寬。b范德華交寬：痕量元素的粒子與氬的中性原子碰撞引起的譜線變寬。c斯托克變寬；在電場作用下，帶電粒子碰撞引起的譜帶變寬。

 

(2)復(fù)合輻射引起的光譜干擾．復(fù)合輻射是電子被離子俘獲過程中，以輻射形式釋放能量產(chǎn)生的連續(xù)光譜，它的強度隨著電子密度的升高而急劇增加。氬等離子體中電子密度較大，故要考慮這種背景的影響，特別是對痕量元素的分析。

 

 (3)基體元素的強烈發(fā)射造成的散射光引起的光譜干擾。最典型的是靈敏度較高的堿土金屬Ca、Mg在高濃度時由于強烈發(fā)射造成的散射效應(yīng)對鄰近譜線的影響，散射光使背景加深，從而降低了信噪比。

 

(4)分子光譜的干擾。主要是分子的吸收干擾，即在原子化過程中生成的氣體分子氧化物及鹽類分子對輻射吸收而引起的干擾。以前有不少文獻對以酸根離子溶液作介質(zhì)對某種元素的分子吸收干擾作了研究，但很少有人系統(tǒng)地研究對重金屬的分子吸收干擾。而我們在實際工作中很有必要了解這一干擾。常見的有分子光譜對200nm以下的分折線的干擾，OH分子在281.0～294.5 nm和306.4-324.5的區(qū)域發(fā)射的分子光譜對分析線的干擾。

 

事實上，幾乎每種元素的分析線均受到程度不同的光譜干擾，其主要形式有：

        ①分折線落在帶狀光譜上。

        ②分析線與干擾線的波長略有不同，譜線部分重疊。

        ③分析線與干擾線具有基本相同的波長，譜線幾乎完全重疊。

 

ICP光譜儀分析中的光譜干擾還包括背景干擾，與譜線重疊干擾。如果在原子化階段有高濃度基體揮發(fā)出來，以氣態(tài)分子鹽微粒，“煙霧”等形式存在于炬管中，則會產(chǎn)生分子吸收和光散射引起的假信號，把這種信號稱為背景吸收。背景干擾是指由連續(xù)發(fā)射形成的帶狀光譜疊加在分析線上而構(gòu)成的干擾。其來源主要有：電子-離子復(fù)合輻射，軔致輻射，分子輻射，雜散光的影響等。譜線重疊干擾是指另一元素的譜線重疊或部分重疊在別的元素的分析線上而形成的干擾。

 

光譜背景的增大，不僅降低譜線強度與背景的比值，也會使分析校正曲線發(fā)生平移或彎曲，這將嚴重影響定量分析的結(jié)果。顯然，背景干擾與譜線重疊干擾均為ICP發(fā)射光譜儀中的固有問題，ICP光譜儀分析法要成為一種理想的分析技術(shù)，必須研究與解決光譜干擾問題。

 

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