第3章 原子吸收和原子熒光光譜儀器-1（孫宏偉）

3.1 概述

原子吸收光譜儀（Atomic Absorption Spectrometer，AAS），亦稱原子吸收分光光度計（Atomic Absorption Spectrophotometer，AAS），是基于蒸氣相中待測元素的基態(tài)原子對其共振輻射的吸收強度來測定試樣中該元素含量的一種光譜分析儀器。原子熒光光譜儀（Atomic Fluorescence Spectrometer，AFS），亦稱原子熒光光度計，是基于蒸氣相中待測元素的基態(tài)原子吸收共振輻射，成為激發(fā)態(tài)原子，激發(fā)態(tài)原子在去激發(fā)過程中發(fā)射出一定波長的原子熒光，通過測量其強度對試樣中該元素含量進(jìn)行分析的一種光譜儀器。為以后描述方便，兩種儀器均簡稱為光譜儀，這主要是考慮到與原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）及原子熒光光譜法（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS）對應(yīng)。筆者認(rèn)為，從儀器的角度考慮稱為原子吸收分光光度計與原子熒光光度計更為合理，因為兩種儀器均以光度測量為基礎(chǔ)，只是后者沒有分光系統(tǒng)或僅有簡單的分光系統(tǒng)。

原子吸收光譜儀與原子熒光光譜儀以其結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，價格低廉等特點得到了廣泛的應(yīng)用，下面將比較詳細(xì)地介紹這兩種光譜儀器的原理、結(jié)構(gòu)、使用及維護等。

自1955年澳大利亞物理學(xué)家A.Walsh與荷蘭C.T.J.Akemade和J.M.W.Milatz開創(chuàng)了火焰原子吸收光譜法（FAAS），1959年俄羅斯學(xué)者Б.В.Львов開創(chuàng)了石墨爐電熱原子吸收光譜法（GFAAS）^[1]，1962年C.T.J.Alkemade開創(chuàng)了原子熒光光譜法以來，原子吸收與原子熒光光譜儀經(jīng)過中外科學(xué)工作者40多年的努力，取得了長足的進(jìn)步。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著計算機技術(shù)及半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，一系列新技術(shù)、新器件的應(yīng)用，將AAS、AFS等元素分析儀器推向了一個新的階段。首先讓我們回顧一下兩種儀器的發(fā)展歷程。

1961年美國Perkin－Elmer公司推出了世界上*商品化的原子吸收光譜儀。1969年由北京科學(xué)儀器廠與北京礦冶研究院、北京有色金屬研究院合作研制的WFD－Y1型原子吸收光譜儀成為我國*原子吸收光譜儀器，1970年由北京第二光學(xué)儀器廠實現(xiàn)商品化，從此拉開了我國AAS儀器商品化的序幕。我國*臺石墨爐原子吸收光譜儀商品儀器由北京第二光學(xué)儀器廠和馬怡載、陶繼華、于家翹諸合作于1975年研制成功，后因數(shù)顯軟件、石墨管材料、石墨爐電源等主要部件性能不穩(wěn)定等原因沒能形成批量生產(chǎn)，后經(jīng)改進(jìn)的WFX－1B型于1980年開始批量生產(chǎn)^[2]。20世紀(jì)70年代末以后，我國上海分析儀器廠、沈陽分析儀器廠、新天光學(xué)儀器廠、北京地質(zhì)儀器廠、北京分析儀器廠、南京分析儀器廠等國營分析儀器大廠紛紛投入AAS儀器研制、生產(chǎn)并推向市場，產(chǎn)品的光學(xué)系統(tǒng)是單光束與雙光束并存，原子化系統(tǒng)有火焰與石墨爐，電氣系統(tǒng)多數(shù)為模擬加數(shù)顯或手動控制，背景校正為氘燈系統(tǒng)。當(dāng)時與*水平雖有差距，但并不很懸殊，國產(chǎn)儀器占國內(nèi)*約80％。