ICP發射光譜儀,亦稱電感耦合等離子體發射光譜儀,是一種用于測定樣品中多種元素含量的精密分析儀器。以下是對其工作原理和應用的描述:
一、工作原理
1. 激發與原子化:ICP發射光譜儀的核心部件是高頻感應線圈和石英矩管。通過高頻電源產生交變磁場,使氬氣電離形成高溫等離子體(溫度可達6000-10000K)。樣品以氣溶膠形式注入矩管后,經歷蒸發、解離、原子化及激發過程,元素轉化為氣態原子或離子。
2. 光譜的產生與分離:處于激發態的原子或離子會躍遷回基態并發射特定波長的特征光譜。這些光經分光系統處理后被檢測器接收。現代儀器多采用中階梯光柵與棱鏡二維交叉色散技術,結合高分辨率光柵(如3600線/mm),實現≤0.009nm的光學分辨率,有效分離復雜譜線干擾。
3. 信號檢測與定量分析:CID陣列檢測器可同步捕捉全譜信號,通過標準曲線法或內標法實現定量分析。動態線性范圍寬達4-6個數量級,從ppb級到常量均可覆蓋。
二、應用領域
1. 環境監測:水質重金屬檢測;土壤污染物分析。
2. 工業質檢:石化產品成分分析;電子產品有害物質檢測。
3. 科研醫療:醫藥衛生;稀土分析;貴金屬分析;有色金屬;合金材料。
ICP發射光譜儀憑借其高效的多元素分析能力和廣泛的應用適應性,已成為現代科學研究和工業生產中的重要工具。