石墨爐原子化方法的缺點是精密度、測定速度不如火焰法高,裝置複雜,費用高。
(2)氫化物原子化裝置(Hydride atomization)氫化物原子化法是另一種無火焰原子化法。主要因為有些元素在火焰原子化吸收中靈敏度很低,不能滿足測定要求,火焰分子對其共振線產生吸收,如As、Sb、Ge、Hg、Bi、Sn、Se、Pb和Te等元素,這些元素或其氫化物在低溫下易揮發。例如砷在酸性介質中與強還原劑硼氫化鈉(或鉀)反應生成氣態氫化物。
生成的氫化物不穩定,可在較低的溫度(一般為700~900℃)分解、原子化,其裝置分為氫化物發生器和原子化裝置兩部分。現在已有商品化氫化物裝置。
氫化物原子化法由於還原轉化為氧化物時的效率高,且氫化物生成的過程本身就是個分離過程,因而此法具有高靈敏度(可達10-9g)、較少的基體幹擾和化學幹擾、選擇性好等優點。但精密度比火焰法差,產生的氫化物均有毒,要在良好的通風條件下進行。
(三)分光係統
原子吸收分光光度計的分光係統又稱單色器,它的作用是將待測元素的共振線與鄰近譜線分開(要求能分辨開如Ni 230.003nm、Ni 231.603nm、Ni 231.096nm)。單色器是由色散元件(可以用棱鏡或衍射光柵)、反射鏡和狹縫組成。為了阻止非檢測譜線進入檢測係統,單色器通常放在原子化器後邊。
原子吸收所用的吸收線是銳線光源發出的共振線,它的譜線比較簡單,因此對儀器並不要求很高的色散能力,同時為了便於測定,又要有一定的出射光強度,因此若光源強度一定,就需要選用適當的光柵色散率與狹縫寬度配合,構成適於測定的通帶(或帶寬)來滿足上述要求。通帶是由色散元件的色散率與入射及出射狹縫寬度(兩者通常是相等的)決定的,其表示式如下:
W=D·S
式中W——單色器的通帶寬度,nm
D——光柵倒線色散率,nm/mm
S——狹縫寬度,mm
由式可見,當光柵色散率一定時,單色器的通帶可通過選擇狹縫寬度來確定。
當儀器的通帶增大即調寬狹縫時,出射光強度增加,但同時出射光包含的波長範圍也相應加寬,使單色器的分辨率降低,這樣,未被分開的靠近共振線的其他非吸收譜線,或在火焰中不被吸收的光源發射背景輻射亦經出射狹縫而被檢測器接收,從而導致測得的吸收值偏低,使工作曲線彎曲,產生誤差。反之,調窄狹縫可以改善實際分辨率,但出射光強度降低。因此,應根據測定的需要調節合適的狹縫寬度。
(四)檢測係統
檢測係統主要由檢測器、放大器、讀數和記錄係統所組成。常用光電倍增管作檢測器,把經過單色器分光後的微弱光信號轉換成電信號,再經過放大器放大後,在讀數器裝置上顯示出來。
二、原子吸收分光光度計的類型
原子吸收分光光度計按分光係統可分為單光束型和雙光束型兩種。
(1)單光束型儀器構造簡單,靈敏度較高,能滿足一般分析需要,應用廣泛,但受光源強度變化的影響而導致基線漂移。
(2)雙光束型可以克服基線漂移。
從空心陰極燈發射的輻射光被分為兩束,試樣光束通過原子化器,參比光束不通過原子化器,然後兩束光會合到單色器。利用參比光束補償光源輻射光強度變化的影響,其靈敏度和準確度都比單光束型好。但因為參比光束不通過火焰,故不能消除火焰背景的影響。
三、原子吸收分光光度計的特點
(1)銳線光源。
(2)分光係統安排在火焰及檢測器之間,可避免火焰對檢測器的影響,而一般分光光度計,都放在樣品之前。
(3)為了區分光源(經原子吸收減弱後的光源輻射)和火焰發射的輻射(發射背景),儀器應采用調製方式進行工作。現在多采用的方法是光源的電源調製,即空心陰極燈采用短脈衝供電,此時光源發射出調製為400Hz或500Hz的特征光線。電源調製除了比機械調製能更好地消除發射背景的影響外,還能提高共振線發射光強度及穩定性,降低噪聲。