目前AFS商品仪器多采用石英管原子化器。按石英管原子化器的结构,可分为普通石英管原子化器和屏蔽式石英管原子化器(图6.6)。
图6.6 石英管原子化器示意图(按结构分类)
a—普通石英管原子化器;b—屏蔽式石英管原子化器
普通石英管原子化器的石英管直径通常为10mm左右,高度为80mm左右,下方有一个样品(气态氢化物)和载气(氩气)的入口。产生的气态氢化物和多余的氢气,由载气推动进入石英炉心,在炉心上端点燃氩—氢火焰,使进入的氢化物原子化。
屏蔽式石英管原子化器是双层石英管结构,内管通入样品和载气,外管通入屏蔽气(氩气),屏蔽气以切线方向进入,在内外管之间螺旋上升,在石英管原子化器上端形成一层氩气屏蔽层,防止周围空气进入管中心的样品原子化区,从而能有效防止原子荧光的淬灭,提高了原子荧光强度,灵敏度也提高2倍以上。
按石英管原子化器氩—氢火焰点燃方式,石英管原子化器可分为高温和低温两种,如图6.7所示。
图6.7 石英管原子化器示意图(按火焰点燃方式分类)
a—高温石英管原子化器;b—低温石英管原子化器
高温石英管原子化器是在石英管原子化器的外壁,均匀缠绕电炉丝(或其他高温加热材料),工作时石英管外壁加热到800~1000℃,气态氢化物和载气进入高温炉管,在石英管上端形成氩-氢火焰。早期仪器多采用高温石英管原子化器,其缺点是:①随着工作温度增加,标准偏差增大;②高温石英管壁对某些元素(如Sb、Pb)有强吸附性,容易造成记忆效应;③高温会使其周围的光学系统、空心阴极灯、光电倍增管产生升温,引起仪器性能的不稳定;④石英管在高温作用下易老化变质,致使寿命缩短。
低温石英管原子化器是在石英管原子化器上端设置一个点火装置,采用20~30 W高温加热丝或红外加热器件,一直通电加热或在进样期间同步加热,以点燃进入石英管原子化器氩-氢火焰。石英管壁的温度会影响待测元素的灵敏度,多数元素的最佳工作温度在200℃左右,而对于冷原子法测汞时,这个温度又可防止石英管中出现水蒸气冷凝。近年的AFS商品仪器广泛采用低温石英管原子化器。
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