石墨炉 :石墨炉

更新时间:2024-09-20 11:35

石墨炉是非火焰原子化器,应用于原子吸收光谱法,是电热原子化器中广为应用的一种。由L'vov首先提出,他克服了火焰法的缺点。石墨原子化器的实质就是石墨电阻加热器,它是利用大电流加热高阻值的石墨管,产生高达3000℃的高温,使之与其中的少量试液固体熔融,可获得自由原子。

结构

石墨炉包括三部分组成:石墨管,炉体和电源三大部分。

石墨管

商业仪器所用的石墨管尺寸一般长28mm,外径为8mm,内径为6.5mm,管中央开一个孔,用于液体样品的注入和保护气体通过。

电源

使用交流电源,电压较低,一般为8-12v,电流较大为300-450A。电源提供的电流稳定以保证炉体温度恒定。他通过炉体将电能传递给石墨管。

炉体

炉体必须与石墨管之间良好接触。为是炉体不至于过高温度氧化,炉体必须通惰性气体保护;为了炉体温度不至于过高或者断电后立即降温,炉体内有水冷系统。在原子化阶段应该停止通气,为了延长原子在吸收区停留的时间,并且避免原子蒸气的稀释。

操作原理

整个分析程序有四个部分组成:干燥,灰化,原子化,净化。

干燥

目的是除去溶剂,保留待测物,温度升至略低于沸点,在慢慢升至略高于沸点,通常在100℃左右,保持10-20s

灰化

灰化目的是除去有机质和易挥发基体,而待测物不损失。一般温度在100-1800℃,灰化时间10-30s。

原子化

高温使待测物原子化,在原子化完全或尽可能多的原子化前提下,原子化温度尽可能低,可以延长炉体寿命。通常为1800-3000℃,原子化时间为5-10s。

净化

在高温下,加热3-5s,以除去管内样品残渣,以减少和避免记忆效应。注意净化时间要短,以防止损坏炉体。

优点与不足

与火焰原子化法相比

优点

检测限低,灵敏度高:因为待测物在原子化器中停留更多,是火焰原子化器的100-1000倍,原子化效率高。

用样量小:液体样品为5-100微克(火焰法需要1mL),固体样品20-40微克即可。

可分析固体,悬浮体:对于火焰原子化器来说,分析固体非常困难。

不足

精密度低,有记忆效应,背景吸收大,操作复杂,石墨管的寿命有限。

为了解决石墨管寿命低的问题,常用热解涂层石墨管,在高温下通入甲烷氮气,经过反应可以在石墨管壁上挂上一层C。

参考资料

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