原子荧光雾化器是一种基于原子荧光光谱法的分析仪器,通过将样品溶解在液体载体中,形成细小的气溶胶颗粒,并使其通过高温炉或火焰等恶劣条件下,快速蒸发和分解,从而得到被测元素的原子态。接着,利用荧光光谱技术对原子态的元素进行分析与测定。
原子荧光雾化器主要包括雾化过程、气体动力学和荧光检测原理。在雾化过程中,样品溶液经过雾化器产生气溶胶,其中包含了待测元素。气体动力学则考虑了气溶胶在喷射流中的传输行为,进而影响原子的生成效率。荧光检测原理利用特定波长的激发光源激发原子态的元素,再测量其发射的荧光光强,从而实现元素的定量分析。
一、进样系统
样品引入管
功能:将待测样品溶液输送至雾化器内部,通常采用耐腐蚀材料(如聚四氟乙烯、玻璃)制成,以适应不同酸碱度的样品。
特点:管径细小(通常为0.1-0.5mm),确保样品以稳定流速进入雾化器,避免流量波动影响雾化效果。
蠕动泵(或自动进样器)
功能:通过滚轮挤压软管,精确控制样品溶液的输送速度和流量,确保重复性。
优势:可编程设置进样量、速度和时间,支持批量样品自动分析,提高实验效率。
二、雾化发生装置
雾化室(喷雾室)
功能:作为样品溶液与雾化气体(如氩气)混合的场所,形成均匀的雾滴。
类型:
玻璃雾化室:透明易观察,但易碎,适用于低腐蚀性样品。
不锈钢雾化室:耐腐蚀性强,适用于酸、碱样品,但需定期清洗防止金属离子污染。
全塑雾化室:耐腐蚀且轻便,但高温下可能变形。
设计:通常为双层结构,内层为雾化区域,外层可通冷却水以维持恒温,减少溶剂挥发干扰。
喷嘴(雾化喷头)
功能:将样品溶液与气体混合后喷射成细小雾滴,是雾化器的核心部件。
类型:
同心型喷嘴:样品溶液和气体同轴流动,雾化效率高,但易堵塞。
交叉型喷嘴:样品与气体垂直交叉冲击,雾滴更均匀,但需更高气压。
材质:常用宝石(如红宝石、蓝宝石)或硬质合金制成,耐磨且耐腐蚀。
气体通道
功能:输送雾化气体(如氩气)至喷嘴,与样品溶液混合形成雾滴。
调节阀:控制气体流量和压力,优化雾化效果(通常压力为200-400kPa)。
三、辅助部件
废液排出系统
功能:收集未雾化的样品溶液和冷凝液,通过排液管排出,防止回流污染。
设计:排液管通常连接至废液瓶,部分型号配备液位传感器以防止溢出。
冷却装置(可选)
功能:对雾化室进行冷却,减少溶剂挥发和背景干扰,尤其适用于高沸点样品。
类型:水冷或风冷系统,通过循环冷却水或风扇散热。
观察窗(可选)
功能:透明窗口设计,便于观察雾化过程和喷嘴状态,及时调整参数或清洁。
