Оптимизация и применение электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с двухстадийной зондовой атомизацией для анализа сложных веществ

• Автор: Салихова (Кокорина), Олеся Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ТРУДНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ И ФОТОМЕТРИРОВАНИЯ ПОГЛОЩАЮЩИХ СЛОЕВ В ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ АТОМНОАБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ
1.1. Спектральная аппаратура для атомно-абсорбционных измерений
1.2. Сложные для ЭТААС вещества и способы их анализа
1.3. Трудности фотометрирования атомного пара
1.4. Влияние неизотермичности атомизатора и избытка солей в пробе на сигнал
атомной абсорбции
1.5. Идея двухстадийной фракционной атомизации и варианты ее реализации.
1.6. Зондовая атомизация в графитовой печи
1.7. Двухстадийная зондовая атомизация
1.8. Формулировка задачи исследования
Глава 2. РЕГИСТРАЦИЯ АБСОРБЦИОННОСТИ В УСЛОВИЯХ ДВУХСТАДИЙНОЙ ЗОНДОВОЙ АТОМИЗАЦИИ
2.1. Влияния зондов на оптический тракт спектрометров
2.2. Двухстадийная зондовая атомизация в атомизаторе продольного нагрева..
2.3. Двухстадийная зондовая атомизация в атомизаторе поперечного нагрева..
2.4. Теневая визуализация пара при его конденсации на зонде
2.5. Динамика температуры зонда
Глава 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХСТАДИЙНОЙ ЗОНДОВОЙ АТОМИЗАЦИИ
3.1. Конденсация паров на зонде
3.2. Атомизации конденсата с зонда
Глава 4. УСТРАНЕНИЕ НЕСЕЛЕКТИВНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ И РЕГУЛИРОВКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОМЕТРИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДВУХСТАДИЙНОЙ ЗОНДОВОЙ АТОМИЗАЦИИ

4.1. Использование обратной связи подвижности зонда с первичным сигналом атомной абсорбции для фракционирования РЬ, С<1 и Т1 из №С1 и К2804.
4.1.1. Абсорбционность свинца
4.1.2. Абсорбционность кадмия
4.1.3. Абсорбционность таллия
4.2. Повышение чувствительности накоплением атомов на зонде
4.3. Понижение чувствительности улавливанием на зонде порции атомов
4.4. Прямое определение РЬ и СсЗ в питьевых молочных продуктах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Электротермическая атомно-абсорбционная спектрометрия (ЭТААС) обладает высокой чувствительностью для детектирования примесных элементов в различных веществах и материалах (до 10'8 % масс.). Обычно пробу атомизируют в графитовой трубчатой печи - атомизаторе объемом около 0.8 см однократным импульсным нагревом до 1500 - 3000°С и просвечивают образовавшийся пар. Однако при анализе многих объектов (пищевых продуктов, геологических, клинических образцов, сплавов и т.д.) измерения сигнала атомной абсорбции в таком одностадийном режиме атомизации (ОА) невозможны из-за сильного неселективного поглощения, пространственной неоднородности пара, узкого динамического диапазона спектрометров и других факторов. Автоматические корректоры сигнала недостаточно эффективны, чтобы осуществлять измерения без трудоемкой химической подготовки таких проб, снижающей чувствительность и точность анализа из-за неизбежного разбавления вещества и риска внесения загрязнений. Преодоление указанных ограничений очень актуально. Оно требует совершенствования спектрометров и, в первую очередь, их системы атомизации, создающей фотометрируемый слой пара. Определенный потенциал заложен в технике двухстадийной зондовой атомизации (ДЗА), когда определяемые элементы после первичной атомизации пробы фракционно конденсируют на холодном тугоплавком стержневом зонде над дозировочным отверстием печи в потоке аргона для удаления мешающих компонентов пара, а затем снова испаряют погружением зонда внутрь печи в более благоприятных для измерения сигнала атомной абсорбции условиях. Отсутствие сведений о закономерностях ДЗА не позволяет оптимизировать проведение соответствующих измерений, охарактеризовать ее преимущества и недостатки, и обосновать целесообразность серийного внедрения в ЭТААС.
Целью настоящей работы является повышение относительной чувствительности, точности, правильности и производительности метода ЭТААС при анализе сложных веществ с помощью ДЗА. Для ее достижения требовалось

Рис. 2.5. Зависимость интегральной абсорбционности 0.5 нг А§ от положения зонда над дозировочным отверстием при различных внутренних потоках аргона на стадии фракционной конденсации. 1 - 40, 2 - 120, 3 - 280 мл/мин
удобно для использования в рутинных условиях. При увеличении скорости потока газа для получения максимального сигнала зонд приходится отодвигать от дозировочного отверстия. Вероятно, вблизи отверстия скорость движения газа слишком велика, и существенная доля атомов не успевает осесть на рабочей поверхности зонда длиной около 6 мм. Известно, что по мере удаления от отверстия скорость газа вдоль его оси постепенно убывает [42] и соответственно достигается оптимальная величина для осаждения атомов. Дальнейшее замедление струи сопровождается ее значительным уширением, и атомы в большем количестве уходят от зонда в периферийные холодные области. Поэтому максимумы на рис. 2.5 сменяются закономерным спадом. Оценим скорость движения паров V в дозировочном отверстии на основе уравнения состояния идеального газа с учетом термического расширения аргона и поступления паров пробы
у=(ОТ/Т0 + аЯ Т/р)/3,
где <2 - расход аргона, Т- температура атомизатора, Т0 - начальная температура аргона (комнатная), а — количество вещества пробы, испаряющегося в единицу времени, Я - универсальная газовая постоянная, р - атмосферное давление