Механизмы ионизации и формирования опто-гальванического сигнала в пламенах при воздействии резонансного излучения

• Автор: Новодворский, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. ОПТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ПЛАМЕНАХ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

I. Сущность оптогальваяического эффекта и области его применения .

2. Опгогальванический эффект в пламенах

3. Механизмы ионизации при оптогальваническом

эффекте в пламенах . М

4. Механизмы формирования регистрируемого элект

рического сигнала при оптогальваническом эффекте в пламенах

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА . .

I. Лазерный спектрометр на базе АИГ Млазера
накачки .
2. Лазерный спектрометр на базе азотного лазера
накачки
Зф Система регистрации оптогальванического сигнала в пламени.
4. Шумы в пламени и пределы обнаружения
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИОНИЗАЦИИ АТОМОВ ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕ
МЕНТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ОПТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
I. Эффективность ионизации атомов калия и рубидия
при резонансном возбуждении различных состояний.
2. Отношение ОТ сигналов при возбуждении дублетов
кадия, цезия и натрия.
3. Изучение оптического механизма ионизации при
резонансном возбуждении в пламенах
Стр.
ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛА
ОПТОГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ПЛАМЕНИ .
I. Природа и особенности онтогальваяического
эффекта .
2. Влияние емкости зонда
3. Изменение проводимости плазмы . 8
4. Работа изменения псля в среде9
5. Диффузия заряженных частицО
6. Движение заряженных частиц под действием внешнего электрического поля.
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ
ПЛАМЕН АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯЮ
I. Вольтамперяые характеристики зонда в пламени. . .
2, Распределение потенциала электрического поля в
пламени около зонда . .
3, Определение скорости газов пламени1
4. Диффузия заряженных частиц в пламени
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ ОПТОГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА В ПЛАМЕНАХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДОВ ЭЛЕМЕНТОВ.
I. Определение натрия
2. Исследование испарения материала зонда в пламени
3. Определение фосфора в виде молекулы РО
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В работе исследовалась возможяоегь уменьшения ионизационных влияний при импульсной подаче
напряжения на зонд вне пламени Показано, что применение импульсного напряжения не приводит к уменьшению влияний. Влияние концентрации различных кислот на ОГ сигнал индия изучено в работе . На основании имеющихся литературных данных можно сделать вывод, что необходимы дальнейшие исследования для выяснения механизмов влияния легкоионизуемых элементов на величину ОГ сигнала с целью дальнейшего расширения практического применения ОГО для анализа следов элементов. Автором было предложено поместить охлаждаемый водой зонд, изготовленный из трубки непосредственно в пламя, а луч лазера направлять вплотную к поверхности катода. Оказалось,что при таком расположении катода и луча восприимчивость ОТ сигнала к ионизационным влияниям со стороны элементов основы пробы существенно ниже по сравнению с внешним относительно пламени размещением зодда. К недостаткам охлаждаемого катода можно отнести возможность конденсации на его поверхности труднояегучих непроводящих соединений, которые могут авалировать зонд и разомкнуть цепь регистрации, что приведет к исчезновению сигнала. Поэтому такой зонд неприменим для работы с матрицами, содержащими кремний,алюминий, окислы которых имеют высокую температуру плавления и непроводящи ,. В таких случаях необходимо использовать дополнительно нагреваемый зонд иэ термостойкого материала, как предложено нами в работе . ОТ сигнала определяется эффективностью сбора зарядов, образующихся в результате взаимодействия излучения с исследуемыми атомами. Из этой работы стала ясной необходимость исследования электрических характеристик пламени распределение потенциала, напряженности электрического поля, проводимости при различных концентрациях заряженных частиц в пламени и напряжении на зонде. Одноступенчатая схема возбуждения становится непригодной и трудно доступной при получении ОГ сигналов в пламени от элементов с большим потенциалом ионизации. Это связано как с трудностью получения перестраиваемого излучения в области далекого и вакуумного ультрафиолета , так и с неселекгивной ионизацией атомов и молекул с низким потенциалом ионизации . Первые работы по использованию двухступенчатой схемы возбуждения при оптогальваяической спектроскопии ОГС в пламени были
выполнены на кафедре аналитической химии Химического факультета МГУ ,. Сигнал ОГЭ регистрировался при помощи нихромового зонда, помещенного непосредственно в пламя. Авторами показано,что наличие второй ступени возбуждения увеличивает амплитуду сигнала исследовались II элементов в 0 раз по сравнению с использованием только первой ступени. Аналитические возможности двухступенчатой схемы возбуждения при ОГС атомов в пламени водородвоздух изучались в . Недавно двухступенчатые схемы возбужде
няя были успешно применены при ОГС в пламени элементов с высокими до 9,2 эВ потенциалами ионизации . Величины 0Г с иг налав при двухступенчатом возбуждении превшали амплитуду сигнала при одноступенчатом возбуждении в раз в зависимости от определяемого элемента. Первые молекулярные оптогальванические спектры были получены Шенком с сотрудниками в г. Спектры молекул в области длин волн 00 нм наблюдали при распылении водных растворов солей М в пламя. Наиболее полный спектр получен дня молекулы а0, потенциал ионизации которой равен 4,8 0,5 эВ. Поскольку 0Г
сигнал оказался очень чувствителен к разности энергий между возбужденным состоянием и потенциалом ионизации, из анализа полученных спектров авторами был сделан вывод о том, что метод ОГС перспективен для определения следовых количеств молекул с низкими потенциалами ионизации 7 эВ. Потенциал ионизации ЛО равен 9, эВ, а
энергия фотона возбуждающего фотона 3, 4, эВ. Применялось однофотонное возбуждение возбужденного А2Г. Поэтому авторы предположили, что имела место двухфотонная ионизация молекулы МО. Многофотонная ионизация молекулы МО при наблюдении ОГС пламени метанвоздух была осуществлена авторами . Использовалось двухфотонное возбуждение перехода ХД2 з2 А2Х в области 55 нм. Авторы предположили, что ионизация молекулы происходит вследствие дополнительного поглощения еще двух квантов излучения возбуждения.