收藏本站
《安徽师范大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

液相基质中微量金属元素的激光诱导击穿光谱研究

傅院霞  
【摘要】: 激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy简称LIBS)就是利用激光束聚焦入射样品表面产生激光等离子体,由等离子体中原子和离子的发射光谱对样品中的成分进行定性或定量分析。激光诱导击穿光谱技术随着激光的诞生应运而生,高功率密度的激光使样品表面汽化,产生处于激发态的原子和离子,而激发态原子和离子的发射谱线可用于样品成分的鉴定和含量的定量分析,因此LIBS可运用于固体、气体和液体样品的痕量分析。LIBS技术作为一种新兴的定量分析手段具有快速、对样品破坏性小、可实现在线及远程监测等优点,另外还可应用于传统化学分析手段难以应用的高温、有毒环境下。LIBS技术由于具有独特的优越性,它在材料科学、化学、环境科学、医学、考古、冶金等领域有广泛的应用前景。 目前,对于固体和气体基质,LIBS技术已成功地对其中的痕量元素进行了定性或半定量分析,但对于液相基质,由于激光与液体相互作用产生的激波、溅射、吸收等不稳定因素的影响,使得LIBS技术在液相基质中的应用正处于实验室研究阶段,还需要解决许多理论和实验技术上关键问题。本论文从实验上研究液相基质中的激光诱导击穿谱,分析了CuSO4和Pb(NO3)2溶液中微量金属元素Cu和Pb激光诱导击穿光谱的时间演化特性,通过比较不同延迟时间、不同入射激光功率密度等实验参数下光谱信号的S/B,获得优化实验条件。在优化的实验条件下测定了Cu和Pb微量元素的LIBS定标曲线,分别计算得到了两种溶液中痕量元素的LIBS检测限。实验结果对将LIBS技术应用于海洋中重金属污染的在线监测提供有价值的实验和技术参数。本论文共分六章,主要内容有: 第一章详细介绍了激光诱导击穿光谱技术的特点、研究现状。由于激光诱导击穿光谱与激光等离子体密切相关,因此在第二章中概述了激光等离子体的基本理论、发射光谱诊断原理和LIBS技术的基本原理等。 第三章主要介绍了本论文所采用的实验装置和实验方法,并简述了信号采集系统所涉及到的仪器工作原理和技术参数。 第四章、第五章分别报道了CuSO4和Pb(NO3)2水溶液LIBS光谱的实验研究结果。使用单脉冲LIBS技术,研究了溶液中Cu和Pb微量元素LIBS信号的时间演化特性、激光功率密度对LIBS信号的影响,并对实验条件进行了优化。在优化的实验条件下测定了Cu和Pb微量元素的LIBS定标曲线,计算得到了溶液中痕量Cu和Pb元素的LIBS检测限分别为23ppm、177ppm。实验结果表明: (1)等离子体发射光谱中,分立谱线强度和连续光谱强度都经历了随延时先增强后减小的过程,但分立谱线强度增强和衰减的速度快于连续光谱。(2)本实验的最佳实验条件,对CuSO4和Pb(NO3)2水溶液,光谱探测相对激光的延时分别为700ns、800ns,单脉冲激光能量分别为40mJ和35mJ,所采用的激光能量是液相LIBS研究报道中最低的,但得到的LIBS检测限却较高。 论文最后在总结所做工作的基础上,指出了LIBS技术用于液相基质中微量元素定量分析仍需解决的关键问题,并提出了下一步的研究设想。
【学位授予单位】:安徽师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O561

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 傅院霞;吕思斌;崔执凤;;共振增强多光子电离技术及应用研究[J];蚌埠学院学报;2012年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李秋连;激光诱导击穿光谱应用于柑橘和土壤中金属元素检测的分析研究[D];江西农业大学;2011年
2 彭秋梅;激光诱导击穿光谱技术检测新鲜桔子叶中重金属元素的试验研究[D];江西农业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 宋一中,李亮;激光诱导Al等离子体连续辐射的时间分布[J];光学学报;2001年04期
2 黄庆举,方尔梯;激光烧蚀Cu产生等离子体的连续辐射研究[J];激光与红外;1999年04期
3 唐晓闩,李春燕,朱光来,季学韩,凤尔银,张为俊,崔执凤;激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究[J];中国激光;2004年06期
4 王传辉;戴琳;张先燚;姚关心;季学韩;凤尔银;郑荣儿;崔执凤;;AlCl_3水溶液的激光诱导击穿光谱研究[J];中国激光;2006年09期
5 许洪光;管士成;傅院霞;张先燚;许新胜;季学韩;凤尔银;郑荣儿;崔执凤;;土壤中微量重金属元素Pb的激光诱导击穿谱[J];中国激光;2007年04期
6 崔执凤,黄时中,陆同兴,凤尔银,赵献章,路软群,马军;激光诱导等离子体中电子密度随时间演化的实验研究[J];中国激光;1996年07期
7 崔执凤;张先燚;姚关心;汪小丽;许新胜;郑贤锋;凤尔银;季学韩;;铅黄铜合金中痕量元素定量分析的激光诱导击穿谱研究[J];物理学报;2006年09期
8 郑贤锋,李春燕,张瑾,季学韩,凤尔银,崔执凤;铅黄铜合金中激光诱导击穿光谱特性的实验研究[J];原子与分子物理学报;2004年S1期
9 郑贤锋,李春燕,张瑾,季学韩,凤尔银,黄时中,崔执凤;环境气体的压力和性质对LIBS信号影响的实验研究[J];原子与分子物理学报;2004年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅院霞;吴江来;冯源;方霞;管士成;张先燚;凤尔银;季学韩;郑荣儿;崔执凤;;CuSO_4水溶液中Cu元素的激光诱导击穿光谱研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年02期
2 管士成;冯源;季学韩;张先燚;郑贤锋;凤尔银;崔执凤;;土壤激光诱导击穿光谱的实验研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2009年02期
3 崔执凤,黄时中,风尔银,路轶群,马军;准分子激光诱导等离子体中镁原子及离子发射光谱线的实验研究[J];安徽师大学报(自然科学版);1996年03期
4 赵芳;张谦;熊威;容静宝;李润华;;水中痕量重金属激光诱导击穿光谱高灵敏检测[J];环境科学与技术;2010年03期
5 马艺闻;杜振辉;孟繁莉;林旺;徐可欣;;激光诱导击穿光谱技术应用动态[J];分析仪器;2010年03期
6 谢承利;陆继东;李捷;余亮英;崔执凤;;激光诱导煤粉等离子体的特性研究[J];工程热物理学报;2007年S2期
7 陈巧玲;周卫东;应朝福;黄基松;龙精明;;土壤中Ba和Mn的激光诱导击穿光谱定量检测[J];光电工程;2009年12期
8 刘燕德;万常斓;;土壤重金属光谱检测技术的研究进展[J];中国农机化;2012年02期
9 赵书瑞;陈金忠;易晓云;;激光诱导等离子体光谱技术的实验装置进展[J];光谱实验室;2009年04期
10 赵书瑞,陈金忠,魏艳红,郭庆林;激光诱导等离子体的实验研究及其在光谱分析中的应用[J];光谱学与光谱分析;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 崔执凤;张先燚;姚关心;汪小丽;许新胜;郑贤锋;凤尔银;季学韩;郑荣儿;;铅黄铜合金中痕量元素的LIBS研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 鲁翠萍;刘文清;赵南京;刘立拓;陈东;张玉钧;刘建国;;土壤中铅元素的激光诱导击穿光谱测量分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 张先燚;管士成;郑贤锋;凤尔银;季学韩;崔执凤;;土壤中微量金属元素LIBS定量分析中的CF-LIBS方法[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
4 张先燚;冯源;郑贤锋;凤尔银;季学韩;崔执凤;;Pb(NO_3)_2水溶液中Pb元素的激光诱导击穿光谱的实验研究[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
5 郑贤锋;管士成;张先燚;凤尔银;季学韩;崔执凤;;土壤中微量金属元素的LIBS实验研究[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
6 卢渊;吴江来;李颖;郭金家;程凯;杨江波;郑荣儿;;基于激光诱导击穿光谱技术的土壤泥浆重金属检测分析[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
7 赵芳;张谦;熊威;容静宝;李润华;;天然水中含量有害重金属元素的激光诱导击穿光谱高灵敏检测[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
8 张世杰;陆林轩;王福娟;王自鑫;李润华;;一种新型可探测多种重金属元素的激光诱导光谱探测仪器[A];广州市仪器仪表学会2009年学术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴立志;激光驱动金属飞片冲击起爆技术研究[D];南京理工大学;2010年
2 余亮英;激光感生击穿光谱的理论与燃煤应用实验研究[D];华中科技大学;2005年
3 张凌;固态工质激光推进的机理研究[D];中国科学技术大学;2008年
4 谢承利;激光诱导击穿光谱数据处理方法及在煤分析中的应用研究[D];华中科技大学;2009年
5 纪运景;基于靶探针法的激光等离子体弱荷电效应的研究[D];南京理工大学;2009年
6 李捷;应用激光诱导击穿光谱进行煤质测量的机理研究[D];华中科技大学;2010年
7 郭连波;激光诱导击穿光谱中的等离子体发射光谱增强方法研究[D];华中科技大学;2012年
8 党永强;基于生物分子/纳米材料的功能识别体系的构筑及相关机理研究[D];吉林大学;2012年
9 钟石磊;超声波雾化辅助LIBS对液体样品中金属痕量元素分析方法研究[D];中国海洋大学;2012年
10 李颖;LIBS在金属元素定量分析中的应用及其影响因素研究[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 樊建梅;飞秒激光诱导Ni等离子体发射光谱的实验研究[D];安徽师范大学;2010年
2 沙平生;基于微晶片激光的诱导击穿光谱系统设计与研究[D];东华大学;2011年
3 王明亮;激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在商品混凝土中的应用[D];北京交通大学;2011年
4 李秋连;激光诱导击穿光谱应用于柑橘和土壤中金属元素检测的分析研究[D];江西农业大学;2011年
5 张谦;光电双脉冲LIBS技术的研究和应用[D];华南理工大学;2011年
6 陈凯;基于激光诱导击穿光谱的复混肥成分分析研究[D];华南理工大学;2011年
7 李倩;激光在原子发射光谱分析中的应用研究[D];沈阳理工大学;2011年
8 侯华明;空气和水中激光诱导金属镍靶等离子体辐射特性研究[D];中国海洋大学;2011年
9 马爽;激光诱导击穿光谱用于杨树叶片成分分析[D];长春理工大学;2011年
10 Medhanie Kahsay Debesay;[D];长春理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 管士成;冯源;季学韩;张先燚;郑贤锋;凤尔银;崔执凤;;土壤激光诱导击穿光谱的实验研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2009年02期
2 冯晓霞;张雷;尹王保;贾锁堂;;激光诱导击穿光谱测量土壤重金属污染研究[J];测试技术学报;2009年03期
3 方治军;徐小彪;辜青青;刘善军;曲雪艳;陈金印;;江西不同产地南丰蜜桔果实品质分析[J];中国南方果树;2009年03期
4 马艺闻;杜振辉;孟繁莉;林旺;徐可欣;;激光诱导击穿光谱技术应用动态[J];分析仪器;2010年03期
5 史金超;陈金忠;魏艳红;郭庆林;怀素芳;;高压Ar气对激光诱导土壤等离子体辐射的增强效应[J];光谱学与光谱分析;2006年05期
6 姚宁娟;陈吉文;杨志军;王海舟;;一种用于冶金炉前快速分析的新仪器——激光诱导击穿光谱仪[J];光谱学与光谱分析;2007年07期
7 吴江来;傅院霞;李颖;卢渊;崔执凤;郑荣儿;;水溶液中金属元素的激光诱导击穿光谱的检测分析[J];光谱学与光谱分析;2008年09期
8 袁冬青;周明;刘长隆;言峰;戴娟;任乃飞;;激光感生击穿光谱技术(LIBS)的原理及影响因素[J];光谱学与光谱分析;2008年09期
9 张大成;马新文;朱小龙;李斌;祖凯玲;;用激光诱导击穿光谱技术比较土豆和百合中的微量元素[J];光谱学与光谱分析;2009年05期
10 林兆祥;常亮;李捷;刘林美;;应用激光诱导击穿光谱检测污水溶液中的砷[J];光谱学与光谱分析;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 谢承利;激光诱导击穿光谱数据处理方法及在煤分析中的应用研究[D];华中科技大学;2009年
2 宋爽;西方鸟类动物考古学历史、理论、方法与实践[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马爽;激光诱导击穿光谱用于杨树叶片成分分析[D];长春理工大学;2011年
2 杨锐;合金元素定量分析中的激光诱导击穿谱(LIBS)研究[D];安徽师范大学;2002年
3 张瑾;CH_3Br和CH_2Cl_2分子紫外激光光解离动力学的实验研究[D];安徽师范大学;2004年
4 戴琳;金属Al靶和AlCl_3水溶液的激光诱导击穿光谱特性研究[D];中国海洋大学;2006年
5 王传辉;液相基质中激光诱导击穿光谱的实验研究[D];安徽师范大学;2006年
6 王智宏;激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在矿物元素成份分析中的应用研究[D];北京交通大学;2007年
7 许洪光;土壤中重金属元素的LIBS实验研究[D];安徽师范大学;2007年
8 赵阳;激光诱导击穿光谱法对Al等离子体特性的实验研究[D];吉林大学;2008年
9 张文艳;激光诱导模拟体液的实验研究[D];中南民族大学;2008年
10 陆运章;用于矿石成分分析的激光诱导击穿光谱定量化测量技术研究[D];北京交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 秦晨;氟溴苯分子和甲基苯甲醚分子的激发态和离子态光谱研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 雷泽剑;基于激光诱导击穿光谱技术的赣南脐橙中重金属元素(Pb和Cr)的定量分析研究[D];江西农业大学;2012年
2 李梦君;多光子电离几率的理论研究[D];华北电力大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋一中,李亮;激光诱导Al等离子体连续辐射的时间分布[J];光学学报;2001年04期
2 张延惠,宋一中,王象泰;激光诱导等离子体中Al原子共振双线时-空演化的实验研究[J];光学学报;1999年01期
3 王戎瑞;美国机载激光武器发展现状[J];激光与红外;1999年04期
4 黄庆举,方尔梯;激光烧蚀Cu产生等离子体的连续辐射研究[J];激光与红外;1999年04期
5 唐晓闩,李春燕,朱光来,季学韩,凤尔银,张为俊,崔执凤;激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究[J];中国激光;2004年06期
6 王传辉;戴琳;张先燚;姚关心;季学韩;凤尔银;郑荣儿;崔执凤;;AlCl_3水溶液的激光诱导击穿光谱研究[J];中国激光;2006年09期
7 陆同兴,崔执凤,赵献章;激光等离子体镁光谱线Stark展宽的测量与计算[J];中国激光;1994年02期
8 崔执凤,黄时中,陆同兴,凤尔银,赵献章,路软群,马军;激光诱导等离子体中电子密度随时间演化的实验研究[J];中国激光;1996年07期
9 张延惠,宋一中;气压对激光诱导等离子体辐射特征的影响[J];量子电子学报;1999年03期
10 张树东,陈冠英,陈辉,刘亚楠,董晨钟,周士康;激光诱导Al等离子体温度随激光能量变化特性研究[J];量子电子学报;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾朋;李国华;彭捍东;孔超;;三元复合式消色差λ/4波片使用范围的再研究[J];激光技术;2008年01期
2 叶焕玲;叶松;王日明;;空间外差光谱技术与FTS的比较研究[J];光学技术;2009年01期
3 钱树高;;金鱼能看见紫外光[J];大自然探索;1987年04期
4 赵洪范;万蝉云;;红外中性滤光法(1.8μ—2.5μ和0.7μ—22.5μ)[J];应用光学;1988年02期
5 姚爱民;可调谐Raman激光系统[J];光电子.激光;1991年06期
6 李春芳,赵葆常;关于干涉反演光谱技术能否扩大F-P干涉仪光谱范围的探讨[J];光子学报;1997年07期
7 于清旭,李少成,韩瑞萍;低温流动式可调谐连续波泛频CO激光器的研究[J];大连理工大学学报;1999年04期
8 顾华俭;;低噪声、高灵敏、宽光谱光电探测器的改进与应用[J];苏州大学学报(自然科学版);1988年02期
9 李春芳,赵葆常;多缝衍射反演光谱学的计算机实验研究[J];光子学报;1995年06期
10 靳贵平,厐其昌,任克惠,彭文达;瞬时多光谱爆温测量系统的标定[J];光学技术;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱福荣;黄伟庆;;1μm-1.65μm光谱范围滤光片的研制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
2 段鸿滨;;侧窗型(28mm)多碱光电倍增管的研制[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 赵国忠;张存林;杨国桢;;面向光谱与成像应用的THz产生与探测实验系统[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
4 喻远琴;林珂;周晓国;刘世林;马兴孝;;乙醇分子C-H伸缩振动区域的喇曼光谱研究[A];第九届全国化学动力学会议论文摘要集[C];2005年
5 苏红;郭媛;阮双琛;;无镜反向传输光学参量振荡腔中宽带中红外波的产生[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 叶宁;刘华;陈啸;方声浩;;YAB晶体生长及其紫外非线性光学性能[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
7 于天燕;成效春;刘定权;张凤山;;ZnSe窗口长波红外宽光谱增透膜的研制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 侯碧辉;俱海浪;陈华;韩守振;毛宗良;傅佩珍;汪力;;β-Zn_3BPO_7非线性光学晶体的光谱特性[A];第十四届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2007年
9 徐萌;郁凡;李亚春;;EOS/MODIS 1B数据的几何校正方法并消除其“bowtie effect”[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
10 骆清铭;;光学分子成像研究进展[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本版编辑毛黎 陈超 毛文波 顾钢 张浩 邰举 邓国庆 何永晋;2007年世界科技发展回顾(五)[N];科技日报;2008年
2 蒋中秋;印刷色彩控制仪器和原理[N];中国包装报;2008年
3 潘昕;我国将研制天文卫星[N];中国航天报;2000年
4 ;光能转换为电能的光电塑料技术[N];科技日报;2006年
5 张军才;教材应启用黄色纸张[N];人民政协报;2006年
6 湖北 朱少华;单节电池供电的白光LED驱动器[N];电子报;2007年
7 文亮;超级显微镜让原子现原形[N];北京科技报;2007年
8 中国科学院院士、国际欧亚科学院院士 童庆禧;我国高光谱遥感的发展[N];中国测绘报;2008年
9 叶东蕾;证券行业的专利部署情况[N];中国知识产权报;2008年
10 本报记者 王娅莉;飞天系列装上“航天管”[N];中国质量报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢渊;导向沉积富集与fs-ns双脉冲激发LIBS增强方法研究[D];中国海洋大学;2013年
2 王东升;金属离子—分子络合物光解动力学研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
3 赵源;分光谱太阳能光电转换系统研究[D];复旦大学;2011年
4 胡长宏;Pr~(3+):Y_2SiO_5晶体的上转换特性及红外偏振光谱法探测OH和CH_3[D];吉林大学;2009年
5 王琦;光纤EFPI/FBG传感测井系统关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
6 李乔;光谱OCT内窥镜成像系统的研究[D];天津大学;2010年
7 李晟;基于局部策略的光谱异常检测与石油产品定性分析[D];浙江大学;2012年
8 袁海龙;SSS巡天星表系统设计和光纤分配算法优化[D];中国科学技术大学;2011年
9 姚波;微流控芯片及有机发光二极管荧光检测系统的研究[D];清华大学;2006年
10 宫兴致;宽波段微型光谱仪设计及其应用系统[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 费欣琳;光谱成像仪光学系统设计[D];长春理工大学;2014年
2 刘佳;铝与石墨的激光诱导击穿光谱偏振特性研究[D];长春理工大学;2012年
3 李建;基于Mn~(2+)红光的LED用A_3MgSi_2O_8:Eu~(2+),Mn~(2+)(A=Ba,Sr,Ca)荧光粉的结构与光谱调控[D];天津理工大学;2013年
4 韩雍;荞麦芦丁和蛋白质的近红外光谱分析[D];西北农林科技大学;2008年
5 韩见同;烟草中金属元素的LIBS技术定量分析[D];西北师范大学;2012年
6 刘震宇;微型光纤光栅光谱仪的研制及在物理实验中的应用[D];湖南大学;2008年
7 李明;MEMS器件深槽侧壁形貌测试方法研究[D];中北大学;2009年
8 卢兆林;宽光谱激光探测光学系统设计[D];西安电子科技大学;2006年
9 刘伟;水果糖度便携式光谱无损检测方法研究[D];华东交通大学;2012年
10 曹良丹;基于汽车尾气余热的TPV系统设计和性能分析[D];哈尔滨工业大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026