主题：筹建《等离子体发射光谱学杂文》－－建议与资料征集中【7.9日更新】

1.每次点火前检查蠕动泵泵管, 确保无损伤或磨损过度。
2.检查雾化器, 看是否被堵。
3.定期清洗炬管, 中心管。
4.定期清洗两个空气过滤网。
5.定期更换循环水。
6.定期检查排风风量, 以确保风力充足。
7.定期检查地线, 以确保小于4欧母。
8.定期检测零线与火线之间的电压, 确保在点火状态下小于交流5伏。

优化分析条件
优化是通过改变仪器的各项参数（主要包括蠕动泵泵夹优化、雾化气压力、RF功率等），使光强最大而噪声最小，从而得到最好的分析结果。
蠕动泵泵夹优化
调节步骤如下：
1．安装泵夹，并使其就位。（最好把全部泵夹都安装好，以免泵夹倾斜。）
2．通过等离子体控制面板，设置雾化气压力为：30Psi。
3．把样品管放入到蒸馏水中，观察蒸馏水流动情况。
4．调节泵夹的压力扳手（前松后紧），使蒸馏水完全停止流动，
再紧一下，这时压力最佳。
5．调节废液管泵夹，使其压力稍大于或等于样品管压力即可。（可通过等离子体控制面板设置泵速为100rpm，观察排废液情况。）
注：泵夹压力设置错误会导致分析质量变差。如果太松，由于部分样品自由吸入将造成结果漂移；如果太紧，来自泵管的脉动会使分析精度下降。
雾化气压力优化
雾化气压力决定氩气通过雾化器的速度，直接影响样品引入的速度和雾化的均匀性。通过调节雾化气压力，使待测元素的灵敏度和精确度达到最高。
调节步骤如下：
1．点燃等离子体，稳定15-30分钟。
2．建立分析方法，导入待测元素的标准溶液。
3．通过分析方法调节雾化器压力（24-32Psi）,改变一次，测定一次，观察灵敏度和稳定性的变化。从而确定雾化气压力，并输入到分析方法中。
RF功率
RF功率的大小直接影响等离子体的温度以及离子化的程度，从而改变灵敏度和精确度。
调节步骤如下：
1．燃等离子体，稳定15-30分钟。
2．建立分析方法，导入待测元素的标准溶液。
通过分析方法改变RF功率（950-1350W,增量为50W）,改变一次，测定一次，把信背比最大的RF功率，作为最佳功率从输入到分析方法中。

背景校正
对于ICP光谱仪来说，基体匹配是最理想的，但在很多情况下，都是不现实的。由于样品之间的成分不同、样品与标准之间的成分不同、连续光谱以及谱线拖尾都可能导致背景干扰，因此要得到正确的分析结果，背景校正就显得非常重要。背景校正消除了由于背景抬高所带来的干扰。浓度是以净强度为基础计算的。
净强度＝原强度－背景强度
在选择背景位置时，应遵循：
1.将背景位置定在尽可能平坦的区域（无小峰）。
2.将背景位置定在离谱峰足够远的地方，从而不受谱峰两翼的影响。
3.左背景、右背景以及左右背景强度的平均值尽可能与谱峰背景强度一致。

样品制定分析方案
1)确定样品是否适用于ICP分析。
ICP主要以常量和微量分析为主，在没有基体干扰的情况下，样品溶液中元素的含量一般不应小于5*DL(检出限)，在有基体干扰的情况下，样品溶液中元素的含量一般不应小于5*5*DL。
2)确定样品分解方法（溶样方法）
确保所测的元素能够完全分解，并溶解在溶液中。
尽可能用HNO3或HCL分解样品。
尽量不用H2SO4和H3PO4，会降低雾化效率。
如果用HF酸的话，一定要赶尽，以避免损坏雾化器和影响B、Na、Si、Al等元素的测定。
3)配制工作曲线（混标）
浓度之间相差2¬—5倍
一般用2—3点
两个常见错误: a).所有分析元素的浓度都一致, 这样省事, 但不科学, 应该根据不同元素的浓度范围, 制定其相应的标准溶液浓度。b).标准曲线点与点之间相隔太近, 如2, 4, 6, 8…,完全没有必要。
4)样品准备：样品必须消解彻底，不能有混浊, 否则必须先用滤纸过滤, 但不要抽滤对于标准雾化器，样品溶液中固溶物含量要求≤1.0%

常见故障与排除
问题一：点火失败
PLASMA点燃的过程
•启动+48V（冷却风机工作）；打开雾化气、辅助气、冷却气（驱除炬管中的空气）。
•驱气90秒，先关闭雾化气，启动高压，点火头工作，RF发生器提供点火功率(Ip=160--200mA)。
•PLASMA点燃，点火头停止工作，RF功率切换到1500W，AGC工作。
•PLASMA 工作参数切换到点火设定参数(1150W、30psi、low Axu.、100rpm )
原因1：
在点火期间（5秒），检查Ip=160—200mA ，如果没问题：
1> 更换确认是好的氩气；适当增加驱气时间？
2> 检查点火头位置(紧靠炬管标志红线)和工作是否正常（放电声）？
3> 检查进样系统是否漏空气（雾化室、雾化器、泵管、毛细管等连接处、O型圈）？
4> 工作线圈位置（同心、高度=1 5/16“）?
原因2：
1)如果连续几次点火，Ip均》 500mA 而没有点燃PLASMA，则说明功率单元的匹配有问题或存在局部打火。 Call TJA
5)如果Ip= 120--150mA ，则说明点火功率设置太小。 Call TJA
3) 如果Ip~30mA说明Ip 仅是高压漏电流，而没有RF功率，检查+48V？Source?和driver?（只有在RF启动状态时才有+48V）；如果没有48V，则可能需更换+48V的 fuse。若+48V 没问题，检查Source?和driver? Call TJA
4)如果Ip~0mA ，则检查Vp=3800V？如果没有，则说明高压加不上（连续两声）。Call TJA
原因3：
高压加不上的原因
从POWER UNIT上拔除高压插头，再试：
1> 如果高压仍加不上，则主要是电网、稳压电源的问题，（也可能仪器高压的问题。 Call TJA
2> 如果能加上，则主要是仪器上一高压接头击穿。Call TJA
原因4：
Plasma点燃后又熄灭
1) “No Plasma Detecded”说明光监控有问题—清洗光纤或炬管
2) “Plasam gone out”则：
1>进样系统漏空气（3秒内）
2>1550W挡有问题 Call TJA
3>设置的点火后RF功率（1150W）有问题 Call TJA
问题二：点火后提示雾化气压力设置错误。
原因：可能是由于开机自检时，没有打开氩气造成此错误。
处理：首先熄灭等离子体，做HardRest（按下位于仪器主板上的红色按钮），或者关闭仪器主机电源，1分钟后重新打开仪器主机电源。（注意观察仪器自检时，雾化器压力表的变化。）

1 取样和样品保存
要求:有代表性(均匀性,取样量,位置,深度),不污染(容器,工具.Si,B,发样不锈钢钽)
2样品处理
取样量,(浓度,测试样含盐量),稀释倍数
酸种类
碱熔融(测定Si,氧化铝)
3选择分析线及内标
参考资料
选择灵敏线与次灵敏线
检察干扰情况,
选择扣背景方式
4 检查基体效应
匹配法,内标法,无基体
5标准溶液制备
浓度范围
稀释法,搭配法
加基体?
国标法,单标混和法
6分析参数优化
目标函数:DL,SBR,RSD,BEC,基体效应,MgII/MgI
7 捡出限
三倍标准偏差,次数,
仪器捡出限,方法捡出限
8 准确度:捡出限,比较法,加入回收

光谱定性全分析

思考题答案：

1、 原子发射光谱定性分析的理论依据是什么？

答：原子发射光谱的产生是由于试样在外界能量的激发下，使试样中原子的外层电子从基态跃迁到激发态。处于激发态的原子是很不稳定的。当从激发态再跃迁到基态或较低能态时，便以光的形式辐射出多余的能量，从而产生原子发射光谱。每一种元素的原子都有它的特征光谱，根据原子光谱中的元素特征谱线就可以确定试样中是否存在被检元素。通常将元素特征光谱中强度较大的谱线称为元素的灵敏线。只要在试样光谱中检出了某元素的灵敏线，就可以确证试样中存在该元素。反之，若在试样中未检出某元素的灵敏线，就说明试样中不存在被检元素，或者该元素的含量在检测灵敏度以下。

光谱定性分析常采用摄谱法，通过比较试样光谱与纯物质光谱或铁光谱来确定元素的存在。

标准试样光谱比较法：将欲检查元素的纯物质与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱，若试样光谱中出现与纯物质具有相同特征的谱线，表明试样中存在欲检查元素。这种定性方法对少数指定元素的定性鉴定是很方便的。

铁谱比较法：将试样与铁并列摄谱于同一光谱感光板上，然后将试样光谱与铁光谱标准谱图对照，以铁谱线为波长标尺，逐一检查欲检查元素的灵敏线，若试样光谱中的元素谱线与标准谱图中标明的某一元素谱线出现的波长位置相同，表明试样中存在该元素。考虑到可能存在谱线干扰，一般应查出某元素的2~4条灵敏线后，才能确定该元素在试样中存在。铁谱比较法对同时进行多元素定性鉴定十分方便。



2、拍摄试样光谱时，为什么要同时拍摄纯铁光谱？

答：铁的光谱线比较多（在210~260nm波长范围内大约有4600多条谱线），有许多相距很近的谱线，其中每条谱线的波长都已做了精确的测量，载于谱线表内，所以用铁的谱线作为波长的标尺很适宜。因此光谱定性分析常采用在拍摄试样光谱的同时，拍摄纯铁光谱，即采用铁谱比较法作样品的定性全分析。



3、简述哈特曼光栏的作用。

答：摄谱仪的光学系统原理：自光源发出的光，经聚光镜会聚于可调狭缝上，调节狭缝以获得一束宽度、光强适当的光，此光经准直透镜后成平行光射到棱镜上，再经棱镜折射色散，由另一聚光镜成像于接收系统。以上元部件均安装在导轨上。摄谱仪的几个主要元部件包括狭缝头、色散系统和接收系统。其中狭缝头是光谱仪中最精密、最重要的机械部分。狭缝头由狭缝片、狭缝盖、哈特曼光栏、刻度手轮、曝光开关等组成，它用来限制入射光束，构成光谱的实际光源，直接决定谱线的质量。

狭缝片由一对能对称分合的刀口组成，其分合动作由刻度手轮控制。刻度手轮是保持狭缝精密的重要部分，因此转动手轮时一定要用力均匀、轻柔，狭缝盖内装有能左右拉动的哈特曼栏板，盖外装有可左右拉动控制狭缝开、闭的曝光的开关。

哈特曼光栏是用来改变谱线在照相胶片上的位置，以便对三种谱线进行比较。当板上三条刻线与狭缝盖边缘相切时，表示光栏板上的三个椭圆孔相应地移到狭缝的正前方，从而选择光谱在胶片上的位置，使铁光谱并列拍摄在试样光谱的旁边。



视野拓展

ICP－AES光谱

原子发射光谱是利用原子或离子在一定条件下受激而发射的特征光谱来研究物质化学组成的分析方法。50年代原子发射光谱发展缓慢。1960年，工程物理学家Reed设计了环形放电感耦等离子炬，指出可用于原子反射光谱中的激发光源。光谱学家塞尔和格伦菲尔德将之用于发射光谱分析，建立了首台电感耦合等离子发射光谱仪。自70年代，ICP－AES获得了广泛的应用。

（一）  电感耦合高频等离子体发射光谱仪的工作原理：

等离子体(Plasma)是指电子和离子浓度处于平衡状态的电离的气体。这种气体不仅含有中性原子和分子，而且含有大量的电子和离子，因而等离子体是电的良导体，因其正、负电荷密度几乎相等，故从整体来看是电中性的。采用频率为7—50兆赫的高频电源感应加热原理，使流经石英管的工作气体（Ar、N2、空气等）电离所产生的火焰状的等离子体就是电感耦合高频等离子炬．

电感耦合高频等离子体发射光谱仪（ICP-AES）是以射频发生器提供的高频能量加到感应耦合线圈上，并将等离子炬管置于该线圈中心，因而在炬管中产生高频电磁场，用微电火花引燃，使通过炬管中的氩气电离，产生电子和离子而导电，导电的气体受高频电磁场作用，形成与耦合线圈同心的涡流区，强大的电流产生高热，从而形成火炬状的并可以自持的等离子体，由于高频电流的趋肤效应及内管载气的作用，使等离子体呈环状结构。样品由载气（氩气）带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气氛中被充分蒸发、原子化、电离和激发，发射出所含元素的特征谱线，由光栅分光系统将各种组分原子发射的多种波长的光分解成光谱，并由光电倍增管接受。根据特征谱线的存在与否，鉴别样品中是否含有某种元素（定性分析）；根据特征谱线强度确定样品中相应元素的含量（定量分析）。

（二）  电感耦合高频等离子体发射光谱仪的特点：

ICP-AES比常规的激发光源光谱仪具有许多优点：首先，分析速度快。多元素和常量、微量元素可同时进行分析。通常的发射光谱分析法不适用于测定样品中含量高的元素，如果通过方法研究满足了准确测定高含量元素的要求，则常不能满足微量元素的需要。采用电感耦合等离子体发射光谱分析方法成功地解决了这类问题。其分析步骤是首先选用适当的酸溶法或熔融法分解试样，继而制备成适于用ICP方法分析的溶液，然后即可通过雾化器直接喷入等离子体进行分析。其次，ICP-AES具有灵敏度高、检出限低的特点。对于溶液中的元素可检测的最低浓度一般是十亿分之几到千万分之几，即ppb级的检出限。再次，ICP-AES分析精密度好。对于痕量、微量和常量元素的测定，单次测定的相对标准偏差可达到千分之几到百分之几的水平。另外，ICP-AES还具有分析含量动态范围宽，工作曲线可达5-6个数量级以及极小的基体效应的特点。

（三）电感耦合高频等离子体发射光谱仪广泛的应用范围　　

由于ICP光源具有优良的检测限、很高的分析精度、极为简便的操作及多元素同时测定的能力等一系列优点，其应用领域不断扩大，已逐渐成为现代光谱实验室必备的通用工具。由于计算机化的商品仪器大量进入实验室，促进了ICP光谱分析法在许多领域中的广泛应用。据统计ICP光谱技术已广泛应用于下列分析领域各类样品中无机成分的分析：1.冶金原料及产品。2.地质类，包括矿物、矿石、岩石、土壤等。3.生物类，包括血液、骨质、头发、组织和器官等。4.农业类，包括食用油、粮食、饮料、牛奶、肉类等。5.环境类，如大气粉尘、沉积物、地面水、工厂排放物、饮用水、海水、动物及植物、废水等。6.化学及化工类，如玻璃制品、药品、催化剂、食用化学品、稀土化合物、半导体试剂、电镀液、树脂等。7.能源类，如煤炭、煤灰、汽油、石油、煤油、液化气、沥青等。显然，上述分析样品类型，并不能代表ICP光源的全部应用领域，因为每年都有大量的ICP光源分析文献发表，应用范围也在日益扩大。

茶园土壤中铅形态的连续浸提测定方法研究
http://www.tea-science.com/fulltext0501/4.htm

唉！为什么没人来继续传东西呢？

等离子体发射光谱学方面的书国内已不少，建议编一本在各行业实际分析应用的书