ICP原理

　　導讀：ICP是電感耦合高頻等離子光譜儀的簡(jiǎn)稱(chēng)，它利用氬等離子體產(chǎn)生的高溫使用試樣完全分解形成激發(fā)態(tài)的原子和離子, 發(fā)射出特征的譜線(xiàn)。下面由小編帶大家深入了解由60年代開(kāi)始提出、70年代高速發(fā)展起來(lái)的一種分析方法。

ICP原理——簡(jiǎn)介

　　ICP是用于原子發(fā)射光譜的主要光源。具有環(huán)形結構、惰性氣氛、電子密度高、溫度高等特點(diǎn)。

　　ICP還可以作為原子化器，如以空心陰極燈為光源，ICP為原子化器的原子熒光光譜儀。以ICP為中心，在周?chē)惭b多個(gè)檢測單元(每一元素配一個(gè)檢測單元),形成了多元素分析系統。ICP作為原子化器最大的優(yōu)點(diǎn)在于原子化器具有很高的溫度，多種元素都可得到很好地原子化，散射問(wèn)題也得到克服.由計算機控制，燈電源順序地向各檢測單元的空心陰極燈供電(2,000次/秒),所產(chǎn)生的熒光由相應的光電倍增管檢測，光電轉換后的電信號在放大后由計算機處理，并報出各元素的分析結果。

　　用ICP做激發(fā)光源具有檢出限低、線(xiàn)性范圍廣、電離和化學(xué)干擾少、準確度和精密度高等分析性能.

ICP原理——特點(diǎn)

　　ICP光源與經(jīng)典光譜法相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?、瘢?ICP發(fā)射光譜法具有同時(shí)或順序多元素測定能力，特別是固體成像檢測器的開(kāi)發(fā)和使用及全譜直讀光譜儀的商品化更增強了它的多元素同時(shí)分析的能力。

　?、颍?因為ICP光源具有良好的原子化、激發(fā)和電離能力，所以它具有很好的檢出限。對于多數元素，其檢出限一般為0.1～100ng/ml。

　?、螅?ICP發(fā)射光譜法的分析校正曲線(xiàn)具有很寬的線(xiàn)性范圍，在一般場(chǎng)合為5個(gè)數量級，好時(shí)可達6個(gè)數量級。

　?、簦河捎贗CP發(fā)射光譜法在一般情況下無(wú)須進(jìn)行基體匹配且分析校正曲線(xiàn)具有很寬的線(xiàn)性范圍，所以它操作簡(jiǎn)便易于掌握，特別是對于液體樣品的分析。

　?、酰?因為ICP光源具有良好的穩定性，所以它具有很好的精密度，當分析物含量不是很低即明顯高于檢出限時(shí)，其RSD一般可在1%以下，好時(shí)可在0.5%以下。

　?、觯阂驗镮CP發(fā)射光譜法受樣品基體的影響很小，所以參比樣品無(wú)須進(jìn)行嚴格的基體匹配，同時(shí)在一般情況下亦可不用內標，也不必采用添加劑，因此它具有良好的準確度。這是ICP光譜法最主要的優(yōu)點(diǎn)之一。

　　ICP發(fā)射光譜有以上優(yōu)點(diǎn)以外也有一定的局限性，主要有以下：

　?、瘢?因目前的儀器價(jià)格尚比較高，所以前期投入比較大。

　?、颍簩τ诠腆w樣品一般需預先轉化為溶液，而這一過(guò)程往往使檢出限變壞。

　?、螅篒CP 發(fā)射光譜法如果不與其他技術(shù)聯(lián)用，它測出的只是樣品中元素的總量，不能進(jìn)行價(jià)態(tài)分析。

　?、簦阂驗楣ぷ鲿r(shí)需要消耗大量氬氣，所以運轉費用高。

ICP原理——工作過(guò)程

　　通常情況下，原子處于基態(tài)，在激發(fā)光作用下，原子獲得足夠的能量，外層電子由基態(tài)躍遷到較高的能級狀態(tài)即激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩定的，其壽命小于10-8s，外層電子就從高能級向較低能級或基態(tài)躍遷。多余能量以電磁輻射的形式發(fā)射出去，這樣就得到了發(fā)射光譜。原子發(fā)射光譜是線(xiàn)狀光譜。

　　譜線(xiàn)波長(cháng)與能量的關(guān)系如下：

　　式中E2、E1分別為高能級與低能級的能量，

　　λ為波長(cháng)，h為Planck常數，c為光速。

　　處于高能級的電子經(jīng)過(guò)幾個(gè)中間能級躍遷回到原能級，可產(chǎn)生幾種不同波長(cháng)的光，在光譜中形成幾條譜線(xiàn)。一種元素可以產(chǎn)生不同波長(cháng)的譜線(xiàn)，它們組成該元素的原子光譜。不同元素的電子結構不同，其原子光譜也不同，具有明顯的特征

　　由于待測元素原子的能級結構不同，因此發(fā)射譜線(xiàn)的特征不同，據此可對樣品進(jìn)行定性分析，而根據待測元素原子的濃度不同，因此發(fā)射強度不同，可實(shí)現元素的定量測定。

ICP原理——ICP形成原理

　　感應線(xiàn)圈由高頻電源耦合供電，產(chǎn)生垂直于線(xiàn)圈平面的磁場(chǎng)。如果通過(guò)高頻裝置使氬氣電離，則氬離子和電子在電磁場(chǎng)作用下又會(huì )與其它氬原子碰撞產(chǎn)生更多的離子和電子，形成渦流。強大的電流產(chǎn)生高溫，瞬間使氬氣形成溫度可達10000k的等離子焰炬。

　　焰火的三個(gè)溫度區域：

　　焰心區呈白色，不透明，是高頻電流形成的渦流區，等離子體主要通過(guò)這一區域與高頻感應線(xiàn)圈耦合而獲得能量。該區溫度高達10000K。

　　內焰區位于焰心區上方，一般在感應圈以上10-20mm左右，略帶淡藍色，呈半透明狀態(tài)。溫度約為6000-8000K，是分析物原子化、激發(fā)、電離與輻射的主要區域。

　　尾焰區在內焰區上方，無(wú)色透明，溫度較低，在6000K以下，只能激發(fā)低能級的譜線(xiàn)。

　　通過(guò)對ICP原理以及形成的介紹，相信大家對ICP這個(gè)詞不會(huì )陌生了，具體專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)等則需要讀著(zhù)自行翻閱相關(guān)資料。關(guān)于ICP的原理就介紹到這，希望對大家有幫助。