等离子体原子发射光谱总结
电感耦合等离子体原子发射光谱分析
电感耦合等离子体原子发射光谱分析简介
ICP-AES基本原理
利用电感耦合等离子体作为激发光源，使样 品中的原子或离子被激发并发射出特征光谱 ，通过对光谱的分析确定元素的种类和含量 。
ICP-AES仪器组成
仪器操作与实验过程
仪器准备
检查仪器状态，确保各 部件正常运行。开启仪 器，进行预热和校准。
样品引入
将制备好的样品引入等 离子体焰炬中，注意控
制引入速度和量。
光谱采集
设置合适的观测参数， 如波长范围、扫描速度
等，采集光谱信号。
数据处理与分析
对采集的光谱信号进行背景 校正、干扰元素校正等处理
，得到准确的分析结果。
生物医学材料研究
ICP-AES可分析生物医学材料（如生物陶瓷、生物降解塑料等）中的 元素组成和含量，为材料设计和性能优化提供数据支持。
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光谱仪
包括光栅或棱镜分光系统、光电 倍增管或固态检测器等，用于分 散和检测发射出的特征光谱。
工作气体
通常使用氩气作为工作气体， 用于维持等离子体的稳定性和 激发样品中的原子或离子。
环境条件
需要保持实验室的清洁、干燥和恒 温等环境条件，以确保仪器设备的
正常运行和实验结果的准确性。
样品前处理技术
样品消解
电感耦合等离子体原子发射光谱分 析
contents
目录
• 引言 • 实验原理与技术 • 实验方法与步骤 • 结果分析与讨论 • 应用领域与案例
01 引言
背景与意义
电感耦合等离子体原子发射光谱分析（ICP-AES）是一种广泛应用于元素分析的技 术。
等离子体-原子发射光谱总结
2、谱线呈现法
谱线强度与元素的含量有关。元素含量低时，
仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出 现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计 试样中该元素的大致含量。
例如，铅的光谱 Pb含量（%） 谱线λ(nm) 0.001 0.003 0.01 0.1 1.0 3 10 283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱 283.306、261.4178增强，280.200清晰 上述谱线增强，另增266.317和278.332，但 不太明显。 上述谱线增强，无新谱线出现 上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出 现，241.77模糊 上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见 上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见
特征谱线检验，称其为分析线。一般是灵敏线或最后线。
自吸:由弧焰中心发射出来的辐射光，被外围 的基态原子所吸收，从而降低了谱线的强度。 此现象叫自吸。
自蚀：自吸严重时，中心部分的谱线 这个现象叫自蚀 。
将被吸收
很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱线，
2. 定性方法 标准试样光谱比较法
铁光谱比较法：最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)。
将上式取对数，得：
lgI=lga+blgc 谱线强度的对数与被测元素浓度的对数具有线性关系。
2. 内标法基本关系式
影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以 获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法）。 在被测元素的光谱中选择一条作为分析线 ( 强度 I1) ，再选 择内标物的一条谱线(强度I2)，组成分析线对。则：
第五章 等离子体-原子发射光谱
1 2 3
原子发射光谱分析法
2021电感耦合等离子体原子发射光谱法研究综述范文2
2021电感耦合等离子体原子发射光谱法研究综述范文 前言 原子发射光谱法(AtomicEmission Spectrometry，简称AES)是通过测量目标分析物气态原子(或离子)受激发后所发射的特征谱线的波长或强度进行定性或定量分析的方法，由于ICP光源较火花、电弧等传统光源放电稳定性更好、激发能力更强、基体效应小、线性范围宽、背景小等优点，因此常被用做原子发射光谱的光源。
一、进样技术 对于ICP-AES而言，目标样品的引入方式及样品传输过程对分析方法检出限、精密度和准确度起着至关重要的作用，因而对其进样技术的研究一直是分析学者的研究重点，主要体现在不断改进进样装置和研究各种样品分离富集前处理技术[1]。
与其它各种进样方式（固体进样、气体进样、超临界流体进样等）相对比，样品经过处理后以溶液方式引入等离子体具有操作简单、测试结果稳定等优点，因而溶液进样一直是ICP-AES最常用的进样方法。
然而，随着分析工作人员对电热原子吸收光谱法(ET-AAS)中的气相空间研究兴趣的不断增大，电热蒸发(ETV)作为一种重要的进样技术理所当然地被广泛应用于ICP-AES中，与溶液进入雾化器形成气溶胶喷雾进样相比，ETV的最大优点是分析物利用效率增加，样品测定灵敏度提高不少。
另外，使用电热蒸发进样还可以分析有机溶剂介质的样品或可溶固体总量很高而溶液气溶胶喷雾不易分析准确的复杂样品。
胡斌等[2]采用聚四氟乙烯作为化学改性剂，采用原位分离和电热蒸发-电感耦合等离子体原子发射光谱法（ETV-ICP-AES）的方法测定含有微量杂质的高纯氧化钕，在该领域作了较深入的应用研究，激光剥蚀作为一种固体微量采样技术具有无需溶样、检出限低、样品需要量少以及测定简单快速等一系列优点，在ICP-AES应用中也一直倍受关注。
由于激光剥蚀进样的激光脉冲通常情况下的持续时间在10-9~10-6s内，与样品蒸发速率相对慢得多的电热蒸发相比，很大程度上阻止了样品的空间选择性蒸发，极大的提高了样品利用率。
等离子体-原子发射光谱总结共66页
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
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04 等离子体原子发射光谱
饮用水中金属元素的分析 by Axial Vista
元素
Ag As Ba Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Sb Tl V Zn
波长
nm 328.068 188.979 233.527 226.502 228.616 205.552 324.754 260.569 231.604 220.353 206.833 190.790 292.464 206.200
元素
波长 nm
测定值 mg/L
标准值* mg/L 35 9 2.5 6
Ca Mg K Na
318.128 36.5 279.079 9.6
766.490 2.1 589.592 6.7
24
土壤中的主量和痕量元素分析
by Axial Vista after 1:10 dilution
Element λ nm As 188.979 Ba 233.527 Cd 214.438 Co 228.616 Cu 324.754 Ni 231.604 Sb 206.833 Zn 206.200 Fe 260.709 Al 257.510 K 766.490 Na 589.592
27
分析结果 Fish Reference Materials
缺点：无法检测非金属元素：O、S、N、X(处于远紫外)；
P、Se、Te-----难激发，常以原子荧光法测定） 4.应用:地质、钢铁、机械、石化、环境分析污染物
20
• 水和土壤样品的分析、生物,医药,食品
• 典型样品:饮用水、地下水、地表水、废水
• 备注:固体样品必须进行前处理(液化
U.S. Environmental Protection Agency EPA 200.7 和 EPA 200.15 分析30 元素
电感耦合高频等离子体原子发射光谱分析(ICP—AES)
电感耦合高频等离子体原子发射光谱分析（ICP—AES）本章要求：电感耦合高频等离子体原子发射光谱法是以电感耦合等离子焰炬为激光源的一类新型光谱分析方法（Inductively Coupled Plasma—Atomic Emission Spectrometry，简称ICP—AES）。
由于该法具有检出限较低、准确度及精密度高、分析速度快和线性范围宽等许多独特的优点，因此在国外ICP—AES法已发展成为一种极为普遍、适用范围极广的常规分析方法，并广泛用于环境试样、岩石矿物、生物医学以及金属与合金中数十种元素的分析测定。
在国内ICP—AES法的研究工作始于1974年，现已有上千个科研单位、大专院校、工厂以及环境监测等部门拥有了此种分析手段，ICP—AES法已成为近年来我国分析测试领域中发展最快的测试方法之一。
为了使这种新型分析技术在环境监测中得到普及，环境监测人员必须对ICP—AES法有所了解，在学习中应掌握以下几方面的知识。
1、电感耦合等离子体（ICP）光谱技术的发展概况。
2、ICP光源的理论基础。
3、ICP所用的高频电源。
4、ICP所需的进样装臵。
5、ICP炬管及工作气体。
6、ICP仪器的分光、测光装臵。
7、ICP-AES法的分析技术。
8、ICP-AES法的应用。
9、有机试液的ICP光谱分析。
10、ICP-AES法和其他分析技术的比较。
参考文献1、光谱学与光谱分析编辑部，《ICP光谱分析应用技术》，1982年，北京大学出版社。
2、蔡德，《光谱分析辞典》，1987年，光谱实验室编辑部。
3、陈新坤，《电感耦合等离子体光谱法原理和应用》，1987年，南开大学出版社。
4、不破敬一郎，《ICP发射光谱分析》，1987年，化学工业出版社。
5、辛仁轩，《电感耦合等离子体光源—原理、装臵和应用》，1984年，光谱实验室编辑部。
6、《分析技术辞典，发射光谱分析》，1980年，科学出版社。
7、高铮德，《光谱分析常识》，1985年，光谱实验室编辑部。
等离子体发射光谱法
等离子体发射光谱法等离子体发射光谱法，又称原子发射光谱法，是一种广泛应用的光谱分析技术。
它基于原子或分子内部能态的电子跃迁过程，利用激发能将样品中原子或分子中的电子激发到高电子能态，再由高电子能态跃迁到低电子能态时所释放的光能进行分析。
该技术具有高分辨率、灵敏度高、适用范围广、无需前处理等优点，广泛应用于材料检测、环境监测、医学诊断等领域。
等离子体发射光谱分析主要分为电弧放电、射频感应等离子体、电感耦合等离子体（ICP）发射光谱法。
电弧放电法是最早应用的等离子体发射光谱法之一。
该方法将样品放置在一对电极间，通过电弧放电的方式激发样品原子，利用分析样品所产生的光谱来确定其中元素的存在和含量。
该方法简便易行，但存在容易形成烟雾、易污染仪器的缺点。
射频感应等离子体法是一种非接触式等离子体发射光谱法，它通过射频电磁场在样品中产生等离子体，使样品原子或分子激发并发射光谱信号。
该方法具有射频感应器简单、样品可以传送等优点，但对于高浓度盐类或有机物质等强吸收样品存在分析复杂度较高的缺点。
电感耦合等离子体发射光谱法是目前广泛应用的一种光谱分析技术，该方法使用射频辐射场激励样品，将样品原子或分子离子化，形成等离子体，由此提供较高的分辨率和灵敏度，同时可以扩展到更广泛的化学元素范围，并具有较低的背景信号和较高的重现性等优点。
ICP还可以与质谱仪结合，形成ICP-MS系统，进一步提高检测的极限和精度。
在等离子体发射光谱分析中，还经常使用样品前处理技术来提高检测结果的准确性。
如氧化、还原、燃烧、溶解、虑滤等处理方法，以及结合色谱和电化学分析等技术。
等离子体发射光谱法是一种重要的光谱分析技术，具有广泛应用的前景，在工业检测、环境检测、医药等行业的研究中发挥着重要作用。
在环境监测领域，等离子体发射光谱法可以用于测定地下水、土壤和大气中各种元素的含量，以评估环境污染状况。
利用ICP-OES测定土壤中的重金属含量，可以确定污染源和污染程度，为环境治理决策提供了有力的数据支持。
电感藕合等离子体原子发射光谱
电感藕合等离子体原子发射光谱等离子体原子发射光谱是一种基于电感藕合的原子发射光谱技术，该技术广泛应用于分析各种材料和样品中的元素成分。
此种技术具有灵敏度高、分析速度快、检测限低、精度高等特点，已经成为现代分析化学和材料科学领域中的重要工具之一。
电感藕合等离子体原子发射光谱的原理基于等离子体的产生和激发原子产生自发辐射的现象。
等离子体是由高温气体或等离子体火花产生，其中包含具有高能量电子的离子或原子。
当这些离子或原子通过电磁场在等离子体中运动时，它们的激发态级别升高，产生自发辐射的能量。
这些辐射的波长与产生它们的原子的元素和能量有关，可以用于确定元素成分和测定其浓度。
电感藕合等离子体原子发射光谱的检测系统由电感藕合等离子体源、光谱仪和控制计算机系统组成。
样品通过加热和气化，将产生的原子引入电感藕合等离子体源中，其中加入了辅助气体。
在等离子体源中，产生高温、高密度等离子体，原子进入高能态，激发状态：产生自发光。
这些光通过光纤传输到光谱仪，光谱仪将不同波长的光谱解析并记录下来。
光谱仪将结果发送给计算机，计算机根据已知光谱库对其进行解析，最终确定元素成分和浓度。
电感藕合等离子体原子发射光谱应用于各种材料和样品的分析，包括金属、半导体、化合物、生物和环境样品等。
在金属和半导体行业，它可用于分析贵金属和有害金属的含量。
在化工和制药行业，该技术可以用于分析有机化合物和药物的元素含量。
在环境科学中，该技术可用于监测土壤、水和空气中的元素浓度，以及污染源的追溯。
由于电感藕合等离子体原子发射光谱具有灵敏度高、准确性、分析速度快等特点，已成为现代分析化学和材料科学领域的重要工具之一。
随着技术的不断发展和应用的拓展，相信电感藕合等离子体原子发射光谱在更多领域中会发挥更加重要的作用。
电感藕合等离子体原子发射光谱在分析化学中有着广泛的应用。
在十分低的浓度下，这种技术也能准确地分析出元素成分和浓度。
在实际应用中，样品的制备和前处理也非常重要。
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基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
几个概念
激发电位（或激发能）：原子由基态跃迁到激发态时 所需要的能量 。 电离：当外加的能量足够大时，原子中的电子脱离原子 核的束缚力，使原子成为离子，这种过程称为电离。 一级电离电位：原子失去一个电子成为离子时所需要的 能量称为一级电离电位。 离子的激发电位：离子中的外层电子也能被激发，其所 需的能量即为相应离子的激发电位。
例如，分析矿石中的铅，即找出试样中灵敏线283.3nm， 再以标准系列中的铅283.3nm线相比较，如果试样中的铅线 的黑度介于0.01% ~ 0.001%之间，并接近于0.01%，则可表 示为0.01% ~ 0.001%。
2、谱线呈现法
谱线强度与元素的含量有关。元素含量低时， 仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出 现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计 试样中该元素的大致含量。
例如，铅的光谱
Pb含量（%）Βιβλιοθήκη 谱线λ(nm)0.001283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱
0.003
283.306、261.4178增强，280.200清晰
0.01
上述谱线增强，另增266.317和278.332，但
不太明显。
0.1
上述谱线增强，无新谱线出现
1.0
上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出
第五章 等离子体-原子发射光谱
1 原子发射光谱分析法 2 等离子体发射光谱分析法 3 ICP-AES仪器 4 ICP-AES应用
第一节 原子发射光谱分析法
（Atomic Emissive Spectrometry，AES） 一、原子发射光谱的原理 在正常状态下，元素处于基态，元素在受到热（火焰） 或电（电火花）激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态 时，发射出特征光谱（线状光谱）。
自吸:由弧焰中心发射出来的辐射光，被外围 的基态原子所吸收，从而降低了谱线的强度。 此现象叫自吸。
自蚀：自吸严重时，中心部分的谱线 将被吸收 很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱线， 这个现象叫自蚀 。
2. 定性方法 标准试样光谱比较法 铁光谱比较法：最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)。
现，241.77模糊
3
上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见
10
上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见
30
上述谱线增强，311.890和269.750出现
3．均称线对法
以测定低合金钢中的钒为例。合金钢中，铁为主要成分，
其谱线强度变化不大，可认为恒定。钒的谱线强度与铁有如
式中：E2为终止能级的能量； E1为起始能级的能量； h为普朗克常数（6.626×10-34J·s）；
λ为谱线的波长； ν为谱线的频率；
c为光速（3×1010cm/s）
发射光谱分析的过程
1．蒸发、原子化和激发。 2．分光，按波长顺序记录在感光板上。 3．定性或定量分析。
二、原子发射光谱分析仪器 原子发射光谱仪通常由三部分构成：光源、分光、检测。
原子的共振线与离子的电离线
• 主共振线：具有最低激发电位的谱线叫主共振线。主 共振线一般是由最低激发态回到基态时发射的谱线。
• 原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示, 如Mg Ⅰ285.21nm为原子线。
• 离子线：离子的外层电子跃迁发射的谱线。以II，III， IV等表示。如MgⅡ280.27nm为一次电离离子线。
检测系统：
常用的检测记录光谱的方法 摄谱法：用来测量感光板上所记录的谱线黑度。测微光 度计（黑度计）主要用于光谱定量分析，光谱投影仪 （映谱仪）， 用于定性和半定量分析。 光电直读法：利用光电倍增管、阵列检测器将光强度转 换成电信号来检测谱线强度的方法。
三、光谱定性分析 定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 1. 元素的分析线、最后线、灵敏线 共振线：由激发态直接回到基态所产生的谱线，第一共振线 通常也是最灵敏线、最后线。 灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条 或几条谱线最强的线，即灵敏线，多是一些共振线。 最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条 特征谱线检验，称其为分析线。一般是灵敏线或最后线。
光源
作用：提供试样的蒸发、原子化和激发所需能量； 要求：有较高的灵敏度，稳定性和再现性强，背景低， 干扰少，操作简便。 常用的光源：直流电弧、交流电弧、电火花及电 感耦合高频等离子体。
分光系统
作用：将原子发射出的辐射分光后观察其光谱。 按接受光谱方式分：看谱法、摄谱法、光电法。 按仪器分光系统分：棱镜光谱仪、光栅光谱仪。
为什么选铁谱？ （1）谱线多：在210～660nm范围内有约4600条谱线； （2）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广； （3）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。 标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起 到标尺的作用。 谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片 在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析 线是否存在，并与标准谱图对比确定。可同时进行多元素测 定。
四、光谱半定量分析
测量试样中元素的大致含量、浓度范围。 应用：钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批 量试样的快速测定。 方法：谱线呈现法、谱线强度比较法、均称线对法。
1、谱线强度比较法
采用摄谱法中的比较黑度法，配制一个基体与试样组成 近似的被测元素的标准系列（如，1%，0.1%，0.01%， 0.001%）。在相同条件下，在同一块感光板上标准系列与 试样并列摄谱，然后在映谱仪上用目视法直接比较被测试样 与标样光谱中分析线黑度，若黑度相等，样品中欲测元素的 含量近似等于该标准样品中该元素的含量。
下关系：
钒含量(%)
钒谱线强度与铁谱线强度的关系
0.2
V438.997=Fe437.593nm
0.3
V439.523=Fe437.593nm
0.4
V437.924=Fe437.593nm
0.6
V439.523>Fe437.593nm
这些线都是均称线对，即激发电位接近。用目视观察既可