AAS和ICP－AES相比的互優(yōu)勢(shì)

 AAS和ICP－AES相比的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)

  原子吸收光譜使用元素的純金屬或準(zhǔn)金屬作空心陰極，其燈發(fā)出的輝光銳線光源主要含該單一測(cè)量元素的很窄的線光譜，（如不是復(fù)合空心陰極燈），則其它元素光譜線大大地被抑止。原子吸收池生成的混合元素的基態(tài)原子中，僅由被測(cè)量的元素基態(tài)原子會(huì)吸收同原子陰極的光譜燈發(fā)出的特征波長(zhǎng)的光，所檢測(cè)的是該空心陰極燈的光減弱的信號(hào)差。在符合比耳定律情況下，其光減弱程度與吸收池的該特定基態(tài)原子的濃度成正比關(guān)系。所以經(jīng)單色器分光后，由于基體、組成元素造成的基態(tài)原子的光輻射吸收的光譜疊加干擾很有限，（每個(gè)元素的吸收線很少、能測(cè)的靈敏線也僅1～3條；所以干擾線均少是很自然的），既使有，其狀況也不嚴(yán)重。

  而在ICP光源中，由基體、組成元素和痕量元素組成的溶液被吸入、蒸發(fā)、分子化、原子化、離子化；以及發(fā)生了分子化激發(fā)、原子化激發(fā)、離子化激發(fā)過程所放出的光譜是復(fù)合光源，其譜線非常豐富。由于光源的溫度在八千至一萬度，所以元素受熱或受碰撞激發(fā)后放出光譜的躍遷能級(jí)很多，其分析原理又是發(fā)射光譜的增強(qiáng)效應(yīng)，所以分析線其基體和組成元素的光譜疊加干擾應(yīng)該說是較頻繁和嚴(yán)重的，特別對(duì)金屬基體樣品來說更是如此。（原子吸收光學(xué)分辨率在0.1nm左右就夠了，波長(zhǎng)顯示4位有效位；而ICP光學(xué)分辨率在0.005nm左右還顯不足，波長(zhǎng)顯示6位有效位。）ICP光譜中即使使用*靈敏線，有些元素靈敏度還是太低；如砷銻鉛鉍錫碲硒等，加上它們又是痕跡元素；其發(fā)射強(qiáng)度值更低。此時(shí)所稱0.5g、1.0g的高基體在分析線相近如有疊加的次靈敏線，其干擾量很容易使被測(cè)元素的含量增加，有時(shí)甚至是幾個(gè)數(shù)量級(jí)關(guān)系?；蛘呤潜粶y(cè)元素靈敏度雖不低，但含量很低而基體又都是d-d電子躍遷的復(fù)雜多譜線元素基體（其譜線從遠(yuǎn)紫外到可見光波長(zhǎng)都有覆蓋，可能有數(shù)萬條之多）。如鎳鉻基、鈷鎢基、鐵基、鈦基、稀土軟磁材料、礦樣等等，如沒有同類的標(biāo)準(zhǔn)樣品，又沒有合適匹配的摸擬復(fù)合基體，也來不及經(jīng)大量的分析譜線干擾遴選；當(dāng)遇到光譜線疊加干擾時(shí)，造成結(jié)果不正確是必然的。有時(shí)遴選也是很復(fù)雜很困難的事情，如：兩種情況下基體相同并采用同一分析線，干擾顯示量在0.005％，如分析元素含量在0.5 x％～1. x x％時(shí)，這條分析線照樣可以使用正確；而當(dāng)分析元素含量降至0.01％以下時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。另外，雖然基體相同，但主要顯示干擾的組成元素含量卻高了幾倍，那末被測(cè)元素含量即使在0.5x％時(shí)就可能不正確。

  例如：鈷粉中鎳鐵雜質(zhì)；鎢鈷鈦合金中鋅錳鐵銅鎘；鋁合金中鉛銻鉍雜質(zhì)；易切削不銹鋼中鉛鎘鈷；**不銹鋼中銅銀鋅；鎢基造粒粉中鈷鎳銅鐵；純鎳中錳鎂銅鉛鉍銻鋅鎘鐵鎳等；鈷鉻鎢中錳鐵鎳；微晶玻璃中鉀鈉鐵銅；鈷酸鋰電池原材料中鈉錳鐵銅鋰鎳；純鎢、純鉬中鎂鐵鎳鎘錳鉛銻鉍鈣等等，用原子吸收光譜標(biāo)加法很易得出這些譜線復(fù)雜的基體雜質(zhì)或組成元素的準(zhǔn)確結(jié)果。而在ICP光譜測(cè)定中頻繁地想要篩選出無基體光譜干擾的譜線需費(fèi)時(shí)很長(zhǎng)，在無標(biāo)樣情況下還易報(bào)出錯(cuò)誤結(jié)果。

  例如純鐵和生鐵中銻元素測(cè)定，采用高純鐵打底工作曲線在銻分析線206.838nm分析，其結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。但在含鎳～３％左右的低合金鋼中（0.5g樣液至50mL），由于鎳206.860nm極次靈敏線在銻峰線上的疊加干擾且銻元素靈敏度亦很低（工作曲線截距高斜率很低）。檢測(cè)結(jié)果：No1.Sb 0.017％（Ni～2%）；No2.Sb 0.026％（Ni～4%）。但用原子吸收火焰法亦在分析線206.8nm讀測(cè)（0.5g樣液至50mL），則檢測(cè)結(jié)果：No1.Sb 0.0018％；No2.Sb 0.0015％。再用原子吸收石墨爐法分析(0.1g樣液至100mL，**采樣量20uL)，檢測(cè)結(jié)果卻為：No1.Sb 0.0010％；No2.Sb 0.00074％。原因分析：ICP法中結(jié)果錯(cuò)誤是由于鎳的干擾引起的，如帶含鎳低的普碳鋼標(biāo)樣或帶含鎳與實(shí)際樣品有差異的低合金鋼標(biāo)樣仍不能確認(rèn)樣品分析值的準(zhǔn)確與否。原子吸收火焰法中，由于靈敏度低（No2.扣純鐵后銻凈吸光度值只有0.0047A，而0.5g純鐵背景吸光度已為0.0333A）此時(shí)測(cè)不準(zhǔn)因素使銻含量還是偏高。而在原子吸收石墨爐分析中No2.的凈吸光度有0.13A，是火焰法的28倍；而取樣量則比ICP以及火焰法少四百多倍。由于用塞曼扣背景方式，所以光譜線疊加干擾被準(zhǔn)確扣除。如有證低合金鋼標(biāo)樣：含鎳牌號(hào)（26Cr2Ni4MoV）Sb 0.0019％、測(cè)得結(jié)果為：Sb 0.00181％、不含鎳牌號(hào) (25Cr1MoV) Sb 0.00097％，測(cè)得結(jié)果為：Sb 0.00098％。又如鋁青銅中砷的分折，在ICP光譜中鋁的干擾峰寬尾翼將砷196.999nm和193.752nm全都干擾了，但在石墨爐原子吸收分析中沒有此種光譜干擾發(fā)生。它和中子活化法及ICP-MS法相比，其購(gòu)置和維護(hù)成本相對(duì)較低 ，大致可分析60個(gè)元素，加上電腦*佳條件提示和自動(dòng)控制運(yùn)行，因此普及面可能會(huì)進(jìn)一步拓寬。石墨爐法和中子活化法及ICP-MS法都并列為微量采樣的痕量元素分析手段。

  然而原子吸收雙原子化器*高攝氏溫度≤3000℃，較易形成基體的化學(xué)干擾。例如：空氣-乙炔火焰測(cè)定鋁合金中鎂，不加化學(xué)釋放劑氯化鍶，鎂的抑止率高達(dá)80%。這是氧化鋁凝相包裹化學(xué)干擾引起的混晶。[ 53 ]。而在ICP光源中，鎂的測(cè)定根本用不著加釋放劑，因?yàn)樵谶@種高溫和氬氣氛中，凝相包裹化學(xué)干擾早已消除并不存在。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，鋁合金國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中測(cè)鎂[ 54 ]用純鋁打底作工作曲線并加釋放劑，但對(duì)鑄鋁和硬鋁中鎂的測(cè)定還存在較大的誤差，用標(biāo)準(zhǔn)加入法才能消除這種不正確的誤差；或在ICP法的測(cè)量中，才能得到和有證標(biāo)樣吻合的正確值。又如在四氧化三鐵中測(cè)鈣鋁硅，原子吸收火焰法測(cè)量有困難，靈敏度低、干擾大。而用ICP測(cè)，則靈敏度高，線性好，還能連測(cè)，工作曲線純鐵打底即可。又如銅和銅合金、鎂和鎂合金中鈹鋯鉻的測(cè)定，用氧化亞氮-乙炔火焰法仍得不到良好結(jié)果，而在ICP法中，則能做到*好，鈹銅中鈹高的測(cè)到2%左右，免去化學(xué)重量法的操作冗長(zhǎng)；鎂合金中*低能測(cè)到0.00000x%鈹。還有石墨爐中和碳結(jié)合力強(qiáng)的高溫元素的殘留效應(yīng)，在ICP中是不存在的，如鎢鉭鈮鈦釩鋯鈀鉬等。再如稀土分量的測(cè)定石墨爐要求的原子化溫度均太高，空心陰極燈的制作也不理想，如ICP光譜分辨力能達(dá)要求，則分析此含量ICP光譜法更見長(zhǎng)。

  總之，以上所述，原子吸收光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法之間其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)還是很明顯的：AAS光譜干擾小、化學(xué)干擾大；而ICP-AES 則光譜干擾顯著、化學(xué)干擾卻小或無。另外石墨爐原子吸收微量采樣的痕量元素分析優(yōu)勢(shì)，是目前ICP-AES所不能取代的。因此，在公正的對(duì)外分析的第三方實(shí)驗(yàn)室中，原子吸收光譜這種儀器的添置還是很必要的