X荧光光谱分析标准方法
5.1.1Surface Grinder ,with 60to 600-grit aluminum oxide
belts or disks capable of providing test specimens with a
uniform ?at ?nish.
5.2Excitation Source :
5.2.1X-Ray Generator ,providing constant potential or
recti?ed power of sufficient energy to produce secondary
radiation of the sample for the elements speci?ed.The genera-
tor may be equipped with a line voltage regulator and a current
stabilizer.
5.2.2X-Ray Tubes ,with targets of various high-purity
elements,that are capable of continuous operation up to the
potentials and currents shown in Table 1.
N OTE 4—X-ray tubes with tungsten,gold,and rhodium targets were
used in the testing of this method.
5.3Spectrometer ,designed for X-ray emission analysis,
using air or vacuum,and equipped with specimen holders and
specimen chamber.The chamber should contain a sample
spinner.
5.3.1Analyzing Crystal ,?at or curved lithium ?uoride
LiF(200)or LiF(220).
5.3.2Collimator ,for limiting the characteristic X-rays to a
parallel bundle when ?at crystals are used in the instrument.
For curved crystal optics,no collimator is necessary.
5.3.3Detectors —Sealed or gas-?ow proportional counters
or equivalent.
5.3.4Vacuum System ,if used,should consist of a vacuum
pump,6gage,and electrical controls to provide automatic
pumpdown of the optical path and to start the analysis at a
pressure of 100μm or less,controllable to 620μm.
5.4Measuring System —An electronic circuit capable of
amplifying and integrating pulses received from the detector
tube.The system should be equipped with visual and automatic
recording devices.
6.Reagents
6.1Detector Gas (P-10),consisting of 90%argon and
10%methane.
7.Hazards
7.1Guidelines on ionizing radiation given in Occupational
Health and Safety Standards 7shall be observed at all X-ray
emission spectrometer installations.It is also recommended that personnel follow the guidelines of safe operating proce-dures given in the NIST Handbook X-Ray Protection,HB76,8the booklet Radiation Safety Recommendations for X-Ray Diffraction and Spectrographic Equipment ,9#MORP 68-14,by T.M.Moore and D.J.McDonald,1968,and the https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ernment Handbook 93,Safety Standard for Non-Medical X-Ray and Sealed Gamma-Ray Sources,Part 1,general,or similar handbooks of latest issue.7.2X-ray equipment should be used only under the guid-ance and supervision of a responsible,quali?ed person.7.3Suitable monitoring devices,either ?lm badges or do-simeters,shall be worn by all personnel using the equipment.10To meet local,state,and federal radiation standards,periodic radiation surveys of the equipment for leaks and excessive scattered radiation shall be made by a quali?ed person using an ionization-chamber detector.11The personal ?lm badge survey record,the radiation survey records,and a maintenance record shall be available upon request.7.4Special precautions for the operator shall be posted.7.5X-ray caution signs shall be posted near the X-ray equipment and at all entrances to the radiation area.7.6Fail-safe “X-ray On”warning lights shall be used at the X-ray tube.8.Preparation of Reference Materials and Samples 8.1Grind the samples to provide a ?at,clean area over the entire surface to be exposed to the X-ray beam.Adhere rigorously to the preparation technique established.9.Reference Materials 9.1Certi?ed Reference Materials are available from the National Institute of Standards and Technology 12and other sources.9.2Reference Materials can be used,provided they are analyzed in accordance with Test Methods E 353.10.Preparation of Apparatus 10.1Start-up —Energize the power supply and electronic circuits for at least 1?2h prior to taking measurements.10.2Power Supply —Adjust the voltage of the power supply to produce secondary ?uorescence according to the expression:V f 512350/l K abs (1)where:V f =the minimum voltage required for exciting the element,and l K abs =wavelength of the K adsorption edge of the ?uorescent element.6A two-stage mechanical pump meeting the requirements can be purchased from
Precision Scienti?c Co.,Chicago,IL 60647,or Sargent-Welch Scienti?c Co.,
Skokie,IL 60076.
7Federal Register,V ol.36,No.105,May 29,1971,Section 1910.96or of latest
issue of Subpart G,available from Superintendent of Documents,https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ernment
Printing Office,Washington,DC 20025;or National Bureau of Standards Handbook
111,ANSI N43.2-1971.8Available from Superintendent of Documents,https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ernment Printing Office,Washington,DC 20025.9Available from U.S.Department of Health,Education,and Welfare,Rockville,MD 20850.10Available from Siemens Gammasonics,Inc.,2000Nuclear Drive,Des Plaines,IL 60018.11A survey meter called Cutie-Pie has been found satisfactory for this purpose and is available from Nuclear Associates,Westbury,Long Island,NY 11590.12Available from National Institute of Standards and Technology,U.S.Depart-ment of Commerce,Gaithersburg,MD 20899.
TABLE 1Typical Operating Voltages and Currents
Element Voltage,kV (Current,mA)
Chromium 60(45)60(24)50(40)20(8)40(8)
Nickel 60(45)60(32)50(40)60(32)40(16)
Copper 60(45)60(32)50(40)60(32)40(24)
Molybdenum 60(45)60(32)50(40)60(32)40(24)
Manganese 60(45)60(32)50(40)60(32)40(24)
Columbium (Niobium)60(45)60(32)50(40)60(32)40(24)
Cobalt 60(45)60(32)50(40)60(32)40
(24)
10.2.1Ideally,the operating voltage should approximate or
exceed V =3V f .Adjust the current to produce rate of secondary
?uorescence within the desired limits of statistical precision
and detector linearity.Typical operating voltage and current
used by different laboratories for testing the method are shown
in Table 1.The values in Table 1should be used as a guide
only.
N OTE 5—The voltage and current established as optimum for the X-ray
emission power supply in an individual laboratory is reproduced for
subsequent measurements.
10.3Detector Gas Flow —Adjust the ?ow of P-10gas in
accordance with the equipment manufacturer’s instructions.
Some detectors require a rapid ?ow rate and others only a
bubble per second.Optimum rate should be determined by
each laboratory,and the detectors should be adequately ?ushed
with detector gas before the instrument is used.
10.4Loading Samples —Orient the reference materials and
specimens in the sample chamber so that the relationship
between the X-ray beam and the grinding striations are the
same for all measurements.The precaution need not be taken
when a sample spinner is utilized.
11.Procedure
11.1Excitation —Expose the sample to primary X radiation
in accordance with the conditions described in Section 9.
11.2Radiation Measurements —Measure the radiation in-
tensities of the analytical lines listed in Table 2.
11.2.1Counting —Obtain and record the counting rate mea-
surement for each element.Fixed time or ?xed count modes
can be used.Obtain at least 16000counts for the lowest
concentrations within the speci?cation.
11.2.2Voltage Integration —Obtain and record the voltage
integration measurement for each element.Fixed time or ?xed
voltage modes can be used.A minimum of 30-s integration
time is necessary for the lowest concentrations.
11.2.3Interference of Chromium on Manganese —Many
spectrometers will not completely resolve Mn K
a from Cr K
b .
Care must be exercised in the
interpretation of manganese intensities for samples with varying chromium concentration.
Manganese must be determined by means of curves established
from reference materials with a chromium content equivalent
to that of the sample,or mathematical calculations must be
used to correct for chromium interference.N OTE 6—The use of LiF(220)as the analyzer crystal may resolve Cr K b and Mn K a sufficiently to simplify the manganese determination.12.Calibration,Standardization,and Veri?cation 12.1Calibration —Irradiate the calibrants and potential standardants in a random sequence,bracketing these radiations with irradiations of any materials intended for use as veri?ers.(A veri?er may be used as a calibrant even though it is irradiated only as a veri?er.)There will be several calibrants for each element and for each alloy group spanning the required concentration ranges.Repeat with different random sequences at least three https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ing the averages of the data for each point,determine analytical curves as directed in Practice E 305.12.2Standardization —Following the manufacturer’s rec-ommendations,standardize on an initial setup or any time that it is known or suspected that readings have shifted.Make the necessary corrections either by adjusting the controls on the readout or by applying arithmetic corrections.Standardization will be done any time veri?cation indicates that readings have gone out of statistical control.12.3Veri?cation —Veri?cation shall be done at least at the beginning of a work shift.Analyze veri?ers in replicate to con?rm that they read within the expected con?dence interval,as de?ned in 12.4.12.3.1Check veri?cation after standardizing.If con?rma-tion is not obtained,run another standardization or investigate why the instrument is malfunctioning.12.3.2Repeat the veri?cation at least every 4h or if the instrument has been idle for more than 1h.If readings are not in conformance,repeat the standardization.12.4The con?dence interval will be established from ob-servations of the repeatability of the veri?ers and determining the con?dence level as prescribed in Practice E 876or by establishing the upper and lower limit of a control chart as prescribed in Manual MNL 7.The latter is the preferable approach since it also monitors the consistency of the statistics of the measurements and provides a way of maintaining a record of performance.13.Calculation 13.1Read the percent concentration of each element from the appropriate analytical curve.N OTE 7—Radiation measurements can be automatically printed on an electric typewriter.The output signals can also be entered directly into a computer so that the concentrations can be read directly.13.1.1If plotting is done in terms of ratio of radiation measured to a selected reference,determine the ratio of the observed radiation measurement to that of the selected refer-ence and read concentration from the appropriate analytical curve.13.1.2Concentrations can be read from tables prepared from the analytical curves relating radiation measurements and concentrations.14.Precision and Bias 214.1Precision —The precision of this test method was determined by submitting nine stainless steel alloys to ?ve different https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ing their own reference samples as
TABLE 2Analytical Lines
Element Line Designation 2u angle,deg A Wavelength,
nm Crystal
Chromium K }69.350.2291LiF
Nickel K }48.660.1659LiF
Copper K }45.030.1542LiF
Molybdenum K }20.290.0710LiF
Manganese K }62.970.2103LiF
Columbium (Niobium)K }21.400.0748LiF
Cobalt K }52.790.1790LiF
A The 2u angles represent the theoretical values for a lithium ?uoride crystal.
The actual position for the peak intensities of the elements should be experimen-
tally determined for each
spectrometer.
well as NBS Certi?ed Reference Materials for calibration,these ?ve laboratories analyzed the nine unknowns on ?ve different days.The precision data are shown in Table 3.14.2Bias —The agreement between results obtained by chemical methods and those obtained by this test method is shown in Table 3.15.Keywords 15.1spectrometric analysis;stainless steels;X-ray emission
TABLE 3Precision and Bias Data
Element Sample Number of Determina-
tions
Relative Standard Deviation,RSD %AB Concentration,%X-ray C Chemi-cal D Chromium 125
0.2718.5518.50225
0.3717.5417.44325
0.3017.3417.24425
0.2617.2517.20525
0.2615.9115.93625
0.2417.7817.70725
0.2017.0017.10825
0.3313.3413.31925
0.2611.7211.73Nickel 125
0.459.199.13225
0.629.919.82325
0.708.248.16425
0.5112.3512.29525
0.53 4.63 4.74625
2.220.240.24725
2.220.290.29825
3.070.210.22925
2.110.310.31Copper 125
0.750.270.245225
2.720.160.153325
2.220.210.20425
4.900.100.105525
1.17 3.33 3.38625
4.690.0740.060725
6.850.0750.068825
5.420.0860.078925
6.160.0740.065Molybdenum 125
1.040.360.35225
1.300.270.26325
1.830.320.30425
0.36 2.73 2.73525
1.680.230.23625
16.210.0170.019725
0.940.480.48825
3.850.0980.101925
4.760.0790.075Manganese 125
0.88 1.42 1.41225
0.92 1.63 1.61325
0.90 1.85 1.78425
0.53 1.60 1.60525
1.620.520.55625
2.360.390.40725
2.400.450.47825
0.94 1.09 1.00925
1.630.450.46Columbium 225
0.820.700.66(Niobium)525
1.470.340.36Cobalt 120
1.800.220.204220
2.880.190.20320
4.910.140.13425
2.370.36(0.37)515
7.930.044(0.050)615
9.320.029(0.020)715
8.500.041(0.031)815
14.650.025(0.018)920 6.650.046(0.040)A
These relevant standard deviation values are reproducibility data and were
obtained by pooling data from ?ve cooperating laboratories.Repeatability data for
the individual laboratories are on ?le at ASTM Headquarters.
B Relative standard deviation,RSD,in this method is calculated as follows:
RSD 5~100/X
ˉ!=(d 2/~n 21!where:X
ˉ=average concentration,%,d =difference of determination from the mean,and
n =number of determinations.
C The X-ray values are pooled data from ?ve cooperating laboratories.Data for
each of the ?ve individual laboratories are on ?le at ASTM Headquarters.
D The samples used for this program are commercial reference materials.The
established values are the average of either chemical or chemical and spectro-
chemical results by several laboratories.The values in parentheses are not
certi?ed.
The American Society for Testing and Materials takes no position respecting the validity of any patent rights asserted in connection with any item mentioned in this https://www.wendangku.net/doc/a37561234.html,ers of this standard are expressly advised that determination of the validity of any such patent rights,and the risk of infringement of such rights,are entirely their own responsibility.
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1 原子荧光光谱法的基本原理
1 原子荧光光谱法的基本原理 1.1 原子荧光光谱法原理 原子荧光光谱法（AFS)是原子光谱法中的一个重要分支，是介于原子发射(AES）和原子吸收（AAＳ)之间的光谱分析技术，它的基本原理就是：固态、液态样品在消化液中经过高温加热，发生氧化还原、分解等反应后样品转化为清亮液态,将含分析元素的酸性溶液在预还原剂的作用下，转化成特定价态，还原剂 KBH 4 反应产生氢化物和氢气，在载气（氩气)的推动下氢化物和氢气被引入原子化器(石英炉）中并原子化。特定的基态原子(一般为蒸气状态)吸收合适的特定频率的辐射,其中部分受激发态原子在去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光,检测器测定原子发出的荧光而实现对元素测定的痕量分析方法。1.2 原子荧光的类型 原子荧光是一种辐射的去活化(ｄｅcactｉｖatioｎ)过程。当有原子吸收由一合适的激发光源发射出的特征波长辐射后被激发，接着辐射区活化而发射出荧光。基本上，荧光线的波长和激发线的波长相同,也有可能比激发线的波长长，但比激发线波长短的情况也有，但不多。原子荧光有5中基本类型:①共振荧光。即激发波长与产生的荧光波长相同时，这种荧光称为共振荧光,是原子荧光分析中最常用的一种荧光;②直跃线荧光。即激发波长大于产生的荧光波长相同时，这种荧光称为直跃线荧光；③阶跃线荧光。即激发波长小于产生的荧光波长相同 时,这种荧光称为阶跃线荧光;④热助阶跃线荧光.既原子吸收能量由基态E 激发 至E 2能级时,由于受到热能的进一步激发,电子可能跃迁至于E 2 相近的较高能级 E 3，当其由E 3 跃迁到较低能级E 1 时所发射的荧光，称为热助阶跃线荧光;⑤热助 反Stokes荧光。即电子从基态E 0邻近的Ｅ ２ 能级激发至E ３ 能级时，其荧光辐射 过程可能是由Ｅ ３回到Ｅ 所发出的荧光成为热助反Sｔokes荧光。 1．3 汞的检测方法 汞及其化合物属于剧毒物质,是国际国内进出口商品中一项重要理化指标。汞在体内达到一定量时，将对人的神经系统、肾、肝脏产生严重的损害。汞测定方法有冷原子吸收光谱法、二硫腙比色法、原子荧光光谱分析法、电热原子吸收
三维荧光光谱分析法
三维荧光光谱分析法 荧光强度与激发波长Kex、发射波长Kem、衰变时间( t)、荧光寿命(S)、吸光系数(E)、偏振度(P ) 及待测组分浓度(c) 等因素有关。若主要研究荧光强度与Kex 和Kem 的关系, 就构成了Kex2K em2F 三维荧光光谱(EEM ) , EEM 光谱技术简化了复杂组分繁琐的分离过程, 提高了荧光分析的灵敏度、选择性和实用性, 还可进行指纹分析和技术鉴定。许金钩小组应用EEM 技术和方法,获得了生物大分子、有机小分子荧光探针、以及荧光探针分子与生物大分子相互作用的大量信息, 并运用Mon te2Carlo 数学模型对EEM 进行总体积分,建立了EEM 总体积分方法, 用于样品中有机物质和药物分子的定量分析, 获得满意的结果。除了使用EEM 技术和方法外, 还可以根据实际需要, 选择荧光衰变时间( t)、偏振度(P )、荧光寿命(S) 等参数,构成Kex2K em2x (待定参数) 三维荧光光谱, 从不同的角度出发来提高荧光分析的灵敏度、选择性。这种分析技术不仅被用来进行物质的定性和定量分析,而且被用于测定生物大分子的形状、大小、构象, 以及固态物质、生物大分子与有机分子和金属离子相互作用等的研究, 在临床医学、环境检测、法医鉴定、生命科学以及有序介质中生物大分子荧光探针光谱特性的研究等方面, 发挥着极为重要的作用。但由于多维荧光光谱技术中需要处理大量的实验数据,因此在研制仪器的同时, 还要开发许多有实用价值的数学处理方法和多维光谱软件120 世纪70 年代发展起来的同步导数荧光技术在混合物的连续测定中发挥着重要作用, 这一方法的特点是同时扫描激发波长和发射波长, 并对得出的图谱进行微分处理, 使容易重叠的波峰彼此完全分开, 便于得出可靠的测量结果。有人对人血尿中temopo rt in2po lyethylene glyno l 共轭物分别用HPLC、C I 和荧光光谱分析法进行测定, 发现荧光光谱分析法是其中最简便、迅速、灵敏的分析方法, 新一代荧光指示剂如酪氨
荧光光谱分析仪工作原理
X 荧光光谱分析仪工作原理 用x 射线照射试样时,试样可以被激发出各种波长得荧光x 射线，需要把混合得x 射线 按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能虽:）得X 射线得强度，以进行左性与定疑 分析，为此使用得仪器叫X 射线荧光光谱仪。由于X 光具有一泄波长，同时又有一立能量, 因此，X 射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型与能量色散型。下图就是这两类仪器 得原理图. 用X 射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长得荧光X 射线，需要把混合得X 射 线按波长（或能疑）分开，分别测量不同波长（或能量）得X 射线得强度，以进行定性与左疑 分析，为此使用得仪器叫X 射线荧光光谱仪。由于X 光具有一左波长，同时又有一左能量， 因此，X 射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型与能量色散型。下图就是这两类仪器 得原理图。 （a ）波长色散谱仪 （b ）能虽色散谱仪 波长色散型和能量色散型谱仪原理图 现将两种类型X 射线光谱仪得主要部件及工作原理叙述如下: X 射线管 酥高分析器 分光晶体 计算机 再陋电源
丝电源 灯丝 电了悚 X则线 BeiV 輪窗型X射线管结构示意图 两种类型得X射线荧光光谱仪都需要用X射线管作为激发光源?上图就是X射线管得结构示意图。灯丝与靶极密封在抽成貞?空得金属罩内，灯丝与靶极之间加高压（一般为4OKV）, 灯丝发射得电子经高压电场加速撞击在靶极上，产生X射线。X射线管产生得一次X射线, 作为激发X射线荧光得辐射源.只有当一次X射线得波长稍短于受激元素吸收限Imi n时，才能有效得激发出X射线荧光?笥？SPAN Ian g =EN-U S >lmin得一次X射线其能量不足以使受激元素激发。 X射线管得靶材与管工作电压决立了能有效激发受激元素得那部分一次X射线得强度。管 工作电压升高，短波长一次X射线比例增加，故产生得荧光X射线得强度也增强。但并不就是说管工作电压越髙越好，因为入射X射线得荧光激发效率与苴波长有关，越靠近被测元素吸收限波长，激发效率越髙。A X射线管产生得X射线透过彼窗入射到样品上, 激发岀样品元素得特征X射线，正常工作时，X射线管所消耗功率得0、2%左右转变为X 射线辐射，其余均变为热能使X射线管升温，因此必须不断得通冷却水冷却靶电极。 2、分光系统 第?准讥器 平面晶体反射X线示意图 分光系统得主要部件就是晶体分光器，它得作用就是通过晶体衍射现彖把不同波长得X射线分开.根据布拉格衍射左律2d S in 0 =n X ,当波长为X得X射线以0角射到晶体，如果晶面间距为d,则在出射角为0得方向，可以观测到波长为X =2dsi n 0得一级衍射及波长为X/2, X /3 ------ ―等髙级衍射。改变（）角，可以观测到另外波长得X
X荧光光谱分析仪工作原理
X荧光光谱分析仪工作原理 用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的荧光X射线，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长，同时又有一定能量，因此，X射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型和能量色散型。下图是这两类仪器的原理图。 用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的荧光X射线，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长，同时又有一定能量，因此，X射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型和能量色散型。下图是这两类仪器的原理图。 现将两种类型X射线光谱仪的主要部件及工作原理叙述如下： 1.X射线管
两种类型的X射线荧光光谱仪都需要用X射线管作为激发光源。上图是X射线管的结构示意图。灯丝和靶极密封在抽成真空的金属罩内，灯丝和靶极之间加高压（一般为40KV）,灯丝发射的电子经高压电场加速撞击在靶极上，产生X射线。X射线管产生的一次X射线，作为激发X射线荧光的辐射源。只有当一次X射线的波长稍短于受激元素吸收限lmin时，才能有效的激发出X射线荧光。笥?SPAN lang=EN-US>lmin的一次X射线其能量不足以使受激元素激发。 X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的那部分一次X射线的强度。管工作电压升高，短波长一次X射线比例增加，故产生的荧光X射线的强度也增强。但并不是说管工作电压越高越好，因为入射X射线的荧光激发效率与其波长有关，越靠近被测元素吸收限波长，激发效率越高。 X射线管产生的X射线透过铍窗入射到样品上，激发出样品元素的特征X射线，正常工作时，X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射，其余均变为热能使X射线管升温，因此必须不断的通冷却水冷却靶电极。 2.分光系统
X射线荧光光谱分析基本原理
X射线荧光光谱分析 X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm则是最轻元素Li的K系谱线。1923年赫维西(Hevesy, G. Von)提出了应用X射线荧光光谱进行定量分析，但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际应用，直到20世纪40年代后期，随着X射线管、分光技术和半导体探测器技术的改进，X荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要的分析手段。 1.1 X射线荧光光谱分析的基本原理 当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为10-12-10-14s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。图1-1给出了X射线荧光和俄歇电子产生过程示意图。
K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充，从而可产生一系列的谱线，称为K系谱线：由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射(见图1-2)。
荧光光谱分析
第十七章荧光光谱分析 当紫外线照射到某些物质的时候，这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当紫外线停止照射时，所发射的光线也随之很快地消失，这种光线被称为荧光。 西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes于1575年第一次记录了荧光现象。17世纪，Boyle和Newton等著名科学家再次观察到荧光现象。17世纪和18世纪，又陆续发现了其它一些发荧光的材料和溶液，但是在荧光现象的解释方面却没有什么进展。1852年，Stokes在考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍长，才判明这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，而不是由光的漫射所引起的，从而导入了荧光是光发射的概念。同时，他由发荧光的矿物“萤石”推演而提出“荧光”这一术语。1867年，Coppelsroder进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝-桑色素配合物的荧光进行铝的测定。1880年，Liebeman提出了最早的关于荧光与化学结构关系的经验法则。到19世纪末，人们已经知道了600种以上的荧光化合物。20世纪以来，荧光现象被研究得更多了。例如，1905年Wood发现了共振荧光；1914年Frank和Hertz利用电子冲击发光进行定量研究；1922年Frank和Cario发现了增感应光；1924年Wawillow进行了荧光产率的绝对测定；1926年Gaviola进行了荧光寿命的直接测定等。 荧光分析方法的发展离不开仪器应用的发展。19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年，才由Jette和West研制出第一台光电荧光计。早期的光电荧光计的灵敏度是有限的，1939年Zworykin和Rajchman发明光电倍增管以后，在增加灵敏度和容许使用分辨率更高的单色器等方面，是一个非常重要的阶段。1943年Dutton和Bailey提出了一种荧光光谱的手工校正步骤，1948年由Studer推出了第一台自动光谱校正装置，到1952年才出现商品化的校正光谱仪器。 荧光光谱分析法除了可以用作组分的定性检测和定量测定的手段之外，还被广泛地作为一种表征技术应用于表征所研究体系的物理、化学性质及其变化情况。例如，在生命科学领域的研究中，人们经常可以利用荧光检测的手段，通过检测某种荧光特定参数（如荧光的波长、强度、偏振和寿命）的变化情况来表征生物大分子在性质和构象上的变化。 很多化合物由于本身具有大的共轭体系和刚性的平面结构，因而具有能发射荧光的内在本质，我们称这些化合物为荧光化合物。在某些所要研究的体系中，由于体系自身含有这种荧光团而具有内源荧光，人们就可以利用其内源荧光，通过检测某种荧光特性参数的变化，对该体系的某些性质加以研究。但是，如果所要研究的体系本身不含有荧光团而不具有内源荧光，或者其内源性质很弱，这时候就必须在体系中外加一种荧光化合物即所谓荧光探针，再通过测量荧光探针的荧光特性的变化来对该体系加以研究。例如，如果我们要检测体系的极性，便可以将对极性敏感的荧光探针加入到体系中，然后通过对荧光探针的荧光特性的检测，求得体系的极性，或通过探针的荧光特性的变化来表征体系的极性的变化情况。 荧光分析法之所以发展如此迅速，应用日益广泛，其原因之一是荧光分析法具
X荧光光谱仪培训测试题解析
X荧光光谱仪培训测试题 姓名：得分： 一.填空题 1.RoHs指令检测的元素及其管控范围＿＿＿＿＿ 2.仪器指示灯分别代表：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 3.测试软件的名称为：＿＿＿ 4.测量模式有：＿＿＿＿＿＿＿＿，选择＿＿＿＿. 5.仪器预热时间一般为：＿＿，测试时间为：＿＿；当待机＿＿以上 需重新预热；测试时当计数率低于＿＿时，需将测量时间改为＿＿. 6.初始化需要放入＿＿，峰通道为：＿＿，当不是此值时需再次初始 化直到它为正确值，初始化一般做＿＿次；选侧不同的曲线前需重 新初始化，一般＿＿小时需初始化一次. 7.测试塑料类型的样品时间为＿＿，前200S测＿＿，需在系统-系统 设置-检测元素-测量塑料中的CrCl含量选项前打勾. 8.测试时将样品放入测试窗口，轻轻的合上盖子，确认＿＿＿已闭合 好，软件上点开始测量，输入＿＿＿＿，选择相应的＿＿＿＿. 9.测试完成时会自动弹出＿＿＿＿，需点击＿＿＿＿，测试报告才会 生成；＿＿＿＿，＿＿＿＿此时也可以根据需要做相应的修改. 10.仪器工作的温度范围是：＿＿＿，当超出＿＿℃时仪器会报警，并 自动停止测量，起到保护仪器的作用. 二.问答题 1. 简述仪器操作的步骤 2. 列举仪器使用过程中的注意事项 3. 仪器数据如何恢复？
答案： 一.填空题 1. Pb＜1000.Cd＜100.Cr＜1000.Hg＜1000.Br＜1000. 2.绿色是220V电源，黄色是高压工作 3.Mearohs2008 4.自动测量，手动测量，手动测量 5.1800S,200S,4H，1000，300S 6.Ag银校正片，1105,3次，1-2H 7.400S,CrCl 8.微动开关，样品名称，校正曲线 9.检测结果，保存报告，报告设置，标准设置 10.15-30℃，45℃ 二.问答题 1.开机—预热—初始化—测试 2.A.不要碰触探测器，即使是擦拭也不要。 B.测试样品轻拿轻放，盖子轻开轻关，确保微动开关闭合良好 C.每天测试样品前一定要预热初始化 D.测试过程中，黄灯亮时不能打开盖子 3.进F盘，解压缩备份的数据，将解压出来的所有文件复制，粘贴到Mearohs软件的安装文件夹中，取代所有的文件。查找软件所安装的文件夹的方法：单击Mearohs-点击鼠标右键-属性-查找目标，这样软件安装的地方就找到了，再将解压缩出来的文件全部复制粘贴至此，取代现在的文件就恢复到仪器初始调试的数据了
荧光光谱分析技术概述
荧光光谱分析技术概述....................................................................................................................... 1荧光光谱分析原理.1 ................................................................................................................................... 4荧光分析法.2 ........................................................................................................................ 4定性分析法.2.1 4 ......................................................................................................................... 2.2定量分析法 荧光光谱分析原理1光谱法是辐射能与物质组成和结构的相光学分析法 分为光谱法和非光谱法，不涉及能级跃非光谱法不包含物质内能的变化，互作用，以光谱的出来为基础，迁，而是辐射方向和物理性质的改变。 光学分析方法分类 1表分析法特征具体方法 射线荧光光谱、分子荧X光谱法原子发射光谱、原子荧光光谱、光的发射光光谱、分子磷光光谱、化学发光、电子能谱、俄歇电子能谱射线原子吸收光谱、紫外-可见分光光度法、红外光谱、X光的吸收吸收光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱、光声光谱拉曼光谱光的散射 比浊法、散射浊度法光的散射非光谱法 折射法、干涉法光的折射 X射线衍射、电子衍射光的衍射 旋光色散法、偏振法、圆二向色法光的转动 , 光波愈短荧光发光机理可按量子理论通俗解释: 光具有波动、粒子二重性, 当某些物质受到紫外线或较短波长其光子能量愈强; 反之波长愈长其能量则弱。当, , 吸收了全部或部分光能量, 使其分子的能级升高而处于亚稳定状态光照射其中一部分化为热量, , 这些分子就会立即释放多余的能量恢复到稳定的基态时因为有部分能, 向基态跃迁时是以“光”形式释放而消失。但对某些物质而言, 光波愈, 量被消耗所以重新发出的光能量总比吸收的能量要小。由于能量愈小, , 所以物质所激发的荧光总比照射它的光波要长。磷光的能量较荧光还要小长, 这就是两者的区别。寿命可达数小时之久所以它的波长比荧光要长, , 如果物质的分子吸收了紫外和可见区电磁辐射后，它的电子能跃迁至激发本身又回复到基态如果吸收辐然后以热能的形式将这一部分能量释放出来，态，再发射的波射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量， 长可以同分子所吸收的波长相同，也可以不同，这一现象称为光致发光。最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。这两种光致发光的机理不同，荧光发光过程 -3s-10s的时间间隔。而磷光则往往能延续10因在激发光停止后10s内停止发光，此，可通过测定发光寿命的长短来区分荧光和磷光。 一些化学物质从外界吸收并储存能量而进入激发态，当其从激发态再回复到基态时，过剩的能量以电磁辐射的形式放射(即发光)称之为荧光。可产生荧光的分子
X荧光光谱仪解疑
1、RoHS限制的六种物质是哪些？ 答：六价铬、镉、汞、铅、多溴联苯和多溴联苯醚。 2、RoHS限制的六种物质的最高含量限制分别是多少？ 答：六价铬是1000ppm、镉是100ppm、汞是1000ppm、铅是1000ppm、多溴联苯是1000ppm、多溴联苯醚是1000ppm。 3、E8-SPR能检测元素的范围是？ 答：可以检测到从钠到铀之间的元素。 4、我们的设备可以做哪些测试？ 答：可做ROHS检测、各种材料的全元素分析和测金属的镀层厚度。 5、EDX设备工作原理是什么？ 答：原理：通过高压产生电子流打入到X光管中靶材产生初级X光，初级X光经过过滤和聚集射入到被测样品产生次级X射线，也就是我们通常所说的X荧光，X荧光被探测器探测到后经放大，数据换输入到计算机。计算机计算出我们需要的结果。 6、我们的设备是进口还是国产？ 答：我们的设备是国产的。但重要部件是进口的，如：探测器、高压电源是美国进口的。 7、EDX设备是否会对人体造成伤害，对环境造成污染？ 答：我们公司产品已经通过国家环境辐射研究与监测中心认证，而且辐射远远低于国家2500ngy【限量率】标准，同时仪器具有三重射线防护功能，对人体不会造成任何伤害，也不会对环境产生直接或间接的污染。 8、我们的设备是否进行过相关的安规和环保认证？ 答：X荧光分析设备不属于强检产品。但我们的设备已经通过国家环境辐射研究与监测中心的认证。 9、仪器使用和软件操作复杂吗？ 答：不复杂。针对不同的行业应用，我们有不同的软件应用，适应每个行业的要求，普通操作人员只要经过我们简单的培训后便能熟练操作使用。 10、可以测镀层吗？ 答：可以。单镀层，双镀层及多镀层样品；而且，一次测量中测试所有镀层厚度，测试速度快，测试结果准确方便。 11、检测报告有英文和繁体的吗？ 答：有英文的，有繁体的； 12、为什么会出现本底？ 答：X荧光分析食品在测试时，会有散射，游离电子，线路干扰等都会造成出现本底，可以俗称“背景噪声”。13、什么是我们作为元素分析的基础？ 答：特征X射线，其由被测量物质的基本组成元素决定，元素不同，其特征X射线能量不同。 14、仪器在五金行业、钢铁行业的分析检测的优势 答：快速、准确、无损样品、前处理简单，操作简单方便。 15、X荧光测试仪在重金属、石油勘探行业的应用实例讲解。 答：可以参看公司的宣传资料。 16、现在有些工厂和实验机构，已用什么方式测试元素的？好与坏？ 答：测试方法很多，而且应用在不同的产品和行业，其检测方法也是不同的，每种仪器的优势也是各不相同，何种仪器好，还要看客户真正应用领域和实际测试的样品。 17、仪器检测后能提供测试报告和相关认证书吗？ 答：能够提供测试报告，但不能提供报告的认证书。因为认证是对测试机构认证的，它不是对仪器进行认证的。因此它的报告也不具备权威性。 18、E8-SPR型号能检测一个完整的成品吗？ 答：能检测一个完整的成品，按照欧盟和IEC的测试方法，必须将成品物理拆分到不可拆分的地步，再进行测试。 19、假如购买了你们仪器，在使用中对产品进行检测出来的报告能够做出担保吗？ 答：不能，因为X荧光光谱仪是对比分析仪器，在RoHS检测中是一种粗测，测量结果只是作为企业内部控制的一种参考，没有权威性。同时，你公司的检测员的操作是否正常，都是决定其是否报告与权威机构相近，所以，
荧光光谱分析实验讲义
实验荧光光谱分析 一、实验目的与要求： 1. 了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用； 2. 掌握荧光分光光度计的工作原理； 3. 掌握激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试方法。 二、基本概念 1. 发射光谱 是指发光的能量按波长或频率的分布。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中，横坐标为波长（或频率），纵坐标为发光相对强度。 发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。 2. 激发光谱 是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。 激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。 3. 余辉衰减曲线 是指激发停止后发光强度随时间变化的曲线。横坐标为时间，纵坐标为发光强度（或相对发光强度）。 三、测试仪器 激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试采用日本岛津RF-5301PC型荧光分光光度计。 从150W氙灯光源发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，再经分束器照到样品表面，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经荧光端光电倍增管倍增后由探测器接收。另有一个光电倍增管位于监测端，用以倍增激发单色器分出的经分束后的激发光。 光源发出的紫外-可见光或者红外光经过激发单色器分光后，照到荧光池中的被测样品上，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，由光电倍增管转换成相应电信号，再经放大器放大反馈进入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应数字信号，并通过显示器或打印机显示和记录被测样品谱图。 四、样品制备 液体试样
荧光分析法基本概念
紫外可见吸收光谱一紫外吸收光谱分析 基于物质对200-800nm光谱区辐射的吸收特性而建立起来的分析测定方法称为紫外-可见吸收光谱法或紫外-可见分光光度法。它属于分子吸收光谱，是由于分子内电子跃迁而产生的光谱。 二紫外光谱的产生 物质分子的能量具有量子化的特征（即物质分子的能量具有不连续的特征）。一个分子有一系列能级，其中包括许多电子能级，分子振动能级以及分子转动能级。分子吸收特定的波长的光而产生吸收光谱 分子的紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，从化学键的性质上考虑，与电子光谱有关的主要是三种电子：（1）形成单键的σ电子；（2）形成双键的π电子；（3）分子中非键电子即n电子。 化合物不同，所含的价电子类型不同，所产生的电子跃迁类型不同，根据分子轨道理论，分子中这三种电子能级的高低次序大致是： （σ）＜（π）＜（n）＜（π*）＜（σ* ）σ,π是成键轨道，n 是非键轨道，σ* ,π* 是反键轨道 由于电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。 二紫外光谱的表示方法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。 横坐标表示吸收光的波长，用nm（纳米）为单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透过率)、1-T(吸收率)、?(吸收系数) 中的任何一个来表示。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置，纵坐标为它的吸收强度。 四、紫外光谱中常用的几个术语 1.发色基团和助色基团 发色基团：是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，不论是否显示颜色都称为发色基团。一般不饱和的基团都是发色基团（C=C、C=O、N=N 、三键、苯环等）
X-荧光光谱仪基本理论及工作原理
自从1895年伦琴发现X-射线以来，产生的X-射线仪器多种多样。但是进入80年代，由于20世纪末，半导体材料和计算及技术的迅速发展，出现了Si(Li) 探测器技术和能量色散分析技术。最近十几年在国际上一种新的多元素分析仪器迅速发展起来。已经成为一种成熟的，应用广泛的分析仪器。他就是X-射线荧光能谱仪,全称为：能量色散X-射线荧光光谱仪。以下介绍一下这种仪器的情况： 一. X-荧光能谱技术基本理论 1．X-荧光 物质是由原子组成的，每个原子都有一个原子核，原子核周围有若干电子绕其飞行。不同元素由于原子核所含质子不同，围绕其飞行的电子层数、每层电子的数目、飞行轨道的形状、轨道半径都不一样，形成了原子核外不同的电子能级。在受到外力作用时，例如用X-光子源照射，打掉其内层轨道上飞行的电子，这时该电子腾出后所形成的空穴，由于原子核引力的作用，需要从其较外电子层上吸引一个电子来补充，这时原子处于激发态，其相邻电子层上电子补充到内层空穴后，本身产生的空穴由其外层上电子再补充，直至最外层上的电子从空间捕获一个自由电子，原子又回到稳定态（基态）。这种电子从外层向内层迁移的现象被称为电子跃迁。由于外层电子所携带的能量要高于内层电子，它在产生跃迁补充到内层空穴后，多余的能量就被释放出来，这些能量是以电磁波的形式被释放的。而这一高频电磁波的频率正好在X波段上，因此它是一种X射线,称X-荧光。因为每种元素原子的电子能级是特征的，它受到激发时产生的X-荧光也是特征的。 注意，这里的X-荧光要同宝石学中所描述的宝石样品在X射线照射下所发出可见光的荧光概念相区别。 2．X荧光的激发源 使被测物质产生特征X-射线，即X-荧光，需要用能量较高的光子源激发。光子源可以是X-射线，也可以是低能量的γ-射线，还可以是高能量的加速电子或离子。对于一般的能谱技术，为了实现激发，常采用下列方法。 a. 源激发放射性同位素物质具有连续发出低能γ-射线的能力，这种能力可以用来激发物质的X荧光。用于源激发使用的放射性同位素主要是: 55Fe（铁）、109Cd（镉）、241Am（镅）、244Cm（锔）等，不同的放射性同位素源可以提供不同特征能量的辐射。一般将很少量的放射性同位素物质固封在一个密封的铅罐中，留出几毫米或十几毫米的小孔径使射线经过准直后照射到被测物质。源激发具有单色性好，信噪比高，体积小， 重量轻的特点，可制造成便携式或简易式仪器。但是源激发功率低，荧光强度低，测量灵敏度较低。另一方面，一种放射性同位素源的能量分布较为狭窄，仅能有效分析少量元素，因此，有时将两种甚至三种不同的放射性同位素源混合使用，以分析更多的元素。 b. 管激发 管激发是指使用X-射线管做为激发源。X-射线管是使用密封金属管，通过高压使高速阴极电子束打在阳极金属材料钯上（如Mo靶、Rh靶、W靶、Cu靶等），激发出X-射线，X-射线经过(X射线)管侧窗或端窗、并经过准直后，照射被测物质激发X-荧光。 由于X-射线管发出的X-射线强度较高，因此，能够有效激发并测量被测物质中所含的痕量元素。另一方面X-射线管的高压和电流可以随意调整，能够获得不同能量分布的X-射线，结合使用滤光片技术，可以选择激发更多的元素。
第四章原子吸收光谱法与-原子荧光光谱法
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比. 解: Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则 g i／g0=3 跃迁时共振吸收波长λ=285.21nm ΔEi=h×c／λ =（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9） =6.97×10-19J 激发态和基态原子数之比： Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT 其中: g i／g0=3 ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕 代入上式得： Ni／N0＝5.0×10-9 4-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？ 答： 因为: S1 =W1/D = (251.61-251.43)/1.6 = 0.11mm S2 =W2/D =（251.92-251.61）/1.6 =0.19mm S1＜S2 所以应采用0.11mm的狭缝. 4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。 答： 原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。 原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于： 原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。
荧光光谱分析讲义03
理解分子荧光分析的基本原理 理解激发光谱发射光谱同步光谱三维荧光光谱的含义 掌握分子荧光发射光谱的特性 了解荧光光谱仪器的组成及各部分作用 掌握影响荧光强度的内部结构因素和外部环境因素 了解光谱分析法的应用范围 第一章分子荧光光谱分析 1概述 分子荧光光谱分析也叫荧光分光光度法，是当前普遍使用并有发展前途的一种光谱分析技术。物质的分子吸收了紫外和可见光后它的电子跃迁到激发态，然后以热能的形式将这一部分能量释放出来，本身回复到基态。。如果吸收辐射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量，再发射的波长可以同分子所吸收的波长相同也可以不同，这个现象叫光致发光，最常见的光致发光现象是荧光和磷光。 当用一种波长的光照射某种物质时，这个物质会在极短的时间内发射出比照射波长更长的光，这种光称为荧光。对于荧光来说，当激发光停止照射后，发光过程几乎立即（10-9-10-6 S）停止; 当用一种波长的光照射某种物质时，这如果种物质在较长的时间内发射出比照射波长更长的光，这种光称为磷光。对于磷光来说，当激发光停止照射后，发光过程将持续一段时间（10-1-10 S）; 磷光和荧光的发光机理是不同的。 由于物质分子结构不同，所吸收的光的波长和发射的荧光波长也有所不同，利用这个特性可以定性鉴别物质。同一种分子结构的物质用同一波长的激发光照射可以发射相同波长的荧光，若该物质的浓度不同，则浓度大时，所发射的荧光强度也强，利用这个性质可以进行定量测定。用荧光进行定性和定量的方法叫荧光分析法。 2荧光分析的原理 2.1分子荧光发生过程 2.1.1荧光与磷光
2.1.1.1 分子的电子能级与激发过程 分子除了电子不断运动外，分子本身还有振动和转动。量子力学表明，这些运动的能量是量子化的，所以分子有电子能级，分子振动能级，及分子转动能级。每个电子能级中有包含一系列的振动能级和转动能级。. . 图1 分子电子能级，振动能级和转动能级示意图 室温下大多数分子处于基态的最低振动能级。处于基态的分子吸收能量（电能，热能，光能，化学能）后被激发为激发态。激发态不稳定将很快衰变为基态，若返回到基态伴随着光子的辐射，这种现象称为发光。现在从分子结构上讨论荧光发光产生的机理。 每个分子具有一系列严格分立的能级，称为电子能级。而每个电子能级中又包含者一系列振动能级和转动能级。我们用S0 S1 Sn表示电子的基态，第一电子激发的单线态和第N电子激发的单线态。T1表示第一电子激发的三线态。 电子激发的单线态和相应的三线态的区别在于电子自旋方向不同，另外三线态的能级稍微低一些。 电子能态的的多重性用M= 2S+1表示, S为电子自旋量子数的代数和，其数值为0或1。大多数分子含有偶数个电子。基态时这些电子成对地填充在能量
X射线荧光光谱仪结构和原理
X射线荧光光谱仪结构和原理 第一章 X荧光光谱仪可分为同步辐射X射线荧光光谱、质子X射线荧光光谱、全反射X射线荧光光谱、波长色散X射线荧光光谱和能量色散X射线荧光光谱等。 波长色散X射线荧光光谱可分为顺序（扫描型）、多元素同时分析型（多道）谱仪和固定道与顺序型相结合的谱仪三大类。顺序型适用于科研及多用途的工作，多道谱仪则适用于相对固定组成和批量试样分析，固定道与顺序式相结合 则结合了两者的优点。 X射线荧光光谱在结构上基本由激发样品的光源、色散、探测、谱仪控制和 数据处理等几部分组成。 § 1.1激发源 激发样品的光源主要包括具有各种功率的X射线管、放射性核素源、质子 和同步辐射光源。波长色散X射线荧光光谱仪所用的激发源是不同功率的X射线管， 功率可达4~4.5kW，类型有侧窗、端窗、透射靶和复合靶。能量色散X射线荧光光谱仪用 的激发源有小功率的X射线管，功率从4~1600W，靶型有侧窗和端窗。靶材主要有Rh、Cr、W、Au、Mo、Cu、Ag等，并广泛使用二次靶。现场和便携式谱仪则主要用放射性核素源。 激发元素产生特征X射线的机理是必须使原子内层电子轨道产生电子空位。可使内层轨道电子形式空穴的激发方式主要有以下几种：带电粒子激发、电磁辐射激发、内转换现象 和核衰变等。商用的X射线荧光光谱仪中，目前最常用的激发源是电磁辐射激发。电磁辐射激发源主要用X射线管产生的原级X射线谱、诱发性核素衰变时产生的Y射线、电子俘 获和内转换所产生X射线和同步辐射光源。 § 1.1.1 X射线管 1、X射线管的基本结构 目前在波长色散谱仪中，高功率X射线管一般用端窗靶，功率3~4KW，其结构示意图 如下： X 光管本质上是一个在高电压下工作的二极管，包括一个发射电子的阴极和一个收集电子的阳极（即靶材），并
荧光光谱分析讲义
荧光光谱分析 一、实验目的 1、了解荧光光谱的基本原理； 2、熟悉荧光光谱仪的基本原理和操作规程； 3、了解荧光光谱的基本分析方法。 二、荧光光谱原理 分子吸收辐射后,使其价电子处于不稳定的激发态，随后以光的形式辐射出能量、这称为“光致发光”。在二次发光的发射过程中，最常见的两种光致发光是分子荧光(fluorescence)和分子磷光(phosphorescence)。由测量分子荧光和磷光强度而建立起来的定量分析法称为分子荧光分析法和分子磷光分析法。在化学反应过程中，分子吸收反应释放出的化学能产生激发态物质，这种激发态物质发出的光辐射称为化学发光(chemiluminescence)。根据化学发光强度或发光总量来确定物质组分含量的分析方法称为化学发光分析法。化学发光分析、分子荧光分析和磷光分析统称为分子发光分析法。 2.1、荧光及磷光的产生原理 含有孤对电子n和π轨道的分子，吸收光能后产生π→π*和n→π*电子跃迁。在通常情况下，基态分子的电子自旋是配对的，净自旋S＝0，光谱项的多重性2S+1＝l，这种状态称为单重态。电子激发态的多重性也是2S+1。若有一个电子激发至高能轨道时，当S=0, 此时分子所处的状态就称为激发单重态；若—个电子激发至高能轨道，但S＝1时，即2S+l ＝3，这种状态的分子就处于激发三重态。假若分子中含有奇数电子，则S＝1/2时，分子处于二重态。 在图11-1电子激发能级图中，处于激发态的分子可以有多种辐射形式去激发而回到基态。首先由于与同类分子或其它分子碰撞，损失一部分能量，产生无辐射跃迁。然后，若能态的多重性不变(激发单重态向基态单重态跃迁)所产生的辐射称为荧光。而能态的多重性改变(激发三重态向基态单重态跃迁)时产生的辐射称为磷光。由图11-1可知，吸收光谱的能级高于荧光光谱能级，荧光光谱能级又高于磷光光谱能级。所以，荧光波长较磷光短；荧光的寿命约为10-9～10-6s, 而磷光的寿命约为10-3～10s; 一般荧光在常温下即可以发射，但磷光必须在极低的温度下（液氮，-196o C）才可以发射。
荧光分析法基本概念
紫外可见吸收光谱 一紫外吸收光谱分析 基于物质对200-800nm光谱区辐射的吸收特性而建立起来的分析测定方法称为紫外-可见吸收光谱法或紫外-可见分光光度法。它属于分子吸收光谱，是由于分子内电子跃迁而产生的光谱。 二紫外光谱的产生 物质分子的能量具有量子化的特征（即物质分子的能量具有不连续的特征）。一个分子有一系列能级，其中包括许多电子能级，分子振动能级以及分子转动能级。分子吸收特定的波长的光而产生吸收光谱 分子的紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，从化学键的性质上考虑，与电子光谱有关的主要是三种电子：（1）形成单键的σ电子；（2）形成双键的π电子；（3）分子中非键电子即n 电子。 化合物不同，所含的价电子类型不同，所产生的电子跃迁类型不同，根据分子轨道理论，分子中这三种电子能级的高低次序大致是：（σ）＜（π）＜（n）＜（π*）＜（σ* ）σ,π是成键轨道，n 是非键轨道，σ* ,π* 是反键轨道 由于电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。 二紫外光谱的表示方法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。 横坐标表示吸收光的波长，用nm（纳米）为单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透过率)、1-T(吸收率)、 (吸收系数) 中的任何一个来表示。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置，纵坐标为它的吸收强度。
四、紫外光谱中常用的几个术语 1.发色基团和助色基团 发色基团：是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，不论是否显示颜色都称为发色基团。一般不饱和的基团都是发色基团（C=C、C=O、N=N 、三键、苯环等） 助色基团：指那些本身不会使化合物分子产生颜色或者在紫外及可见光区不产生吸收的一些基团，但这些基团与发色基团相连时却能使发色基团的吸收带波长移向长波，同时使吸收强度增加。助色基团通常是由含有孤对电子的元素所组成（-NH2, -NR2, -OH , -OR , -Cl等），这些基团借助P-π共轭使发色基团增加共轭程度，从而使电子跃迁的能量下降。 2．红移、蓝移、增色效应和减色效应 由于有机化合物分子中引入了助色基团或其他发色基团而产生
X荧光光谱仪建立分析方法的过程
Axios建立分析方法的过程 1.标准样品的选择和准备 采用自制内控标样建立工作曲线,数量不少于10个，且有一定的浓度梯度,可人工配制一些,再从生产线上自然取得一些。 2．样品制备程序 *取样人员应将分析试样研磨至120目以上。 *准确称量10克样品和0.5克甲基纤维素。 *将称好的样品和粘结剂倒入WC料钵中，再加入3滴三乙醇胺，于振动磨上混合180秒。 *压片条件：压力25吨；保压时间30秒。 3．汇编测量条件 *启动，输入用户名和口令。 *单击Application，再选择New Application弹出New Application对话框。 *为新的应用起一个名字，例如Clinker。 *单击，添加一个通道设置，建议此名称与应用名一致，例如仍为Clinker。 *单击OK，打开汇编条件窗口，例如。 *单击标签，做一个样品制备描述。 *单击标签，定义样品识别方案，一般选择发free。 *单击标签，定义Airlock抽真空时间（一般选择8秒）和延迟时间（一般选择0秒）， 将前的对勾去掉。
*单击标签，定义样品类型（Pressed Powder）和样品杯（Steel 32mm）。输入样 品重量（10g）, 单击,从化合物表中添加粘结剂名称,在Weight(g)单元格中输入粘结剂的的重量(0.5g)，按回车键。 *单击标签，再单击按钮打开Add compound对话框，添加要分析的化合物名称。 *单击标签，将所有通道的kV和mA修改为50/48。 *找一个标准样品来检查角度和PHD。 *整行选中一个通道，单击，去掉前的对勾，再单击Measure。待扫描结束后，确定峰和背景的2 角，以及峰和背景的的测量时间，搜索干扰谱线。 确定测量时间通常有三种途径： ①输入样品中该元素的浓度，给定分析精度，加锁，然后计算其他未加锁的参数。 ②对于微量成分给定LLD，加锁，然后计算其他未加锁的参数。 ③根据你的经验直接给定测量时间，加锁，然后计算其他未加锁的参数。 加锁的参数在测量过程中是不变化的，未加锁的参数由智能化软件根据试样的浓度自动调整。 *单击，去掉前的对勾，再单击Measure。待扫描结束后，确定LL和UL，要注意逃逸锋、高次荧光及晶体荧光的甄别。