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基于微等离子体的原子化与离子化方法研究

朱振利  
【摘要】: 分析系统的小型化是分析化学的一个重要研究方向。微等离子体因为具有体积小、能耗低、气体损耗小、制造费用低廉等优点引起了广泛关注。在本博士论文中,提出了利用微等离子体来建立新型的原子化与离子化方法。本论文主要的研究内容如下: 1.提出了基于介质阻挡放电微等离子体的新型氢化物原子化器。与常规的AAS电热石英管原子化器高温下原子化不同,该原子化器能够在低温、低功率消耗下实现氢化物的原子化。另外该原子化器还具有体积小、易于制作、对水蒸气耐受力强的优点。它不仅仅能够实现砷化氢的原子化,还能将有机砷氢化物原子化,可以与HPLC联用实现砷的形态分析。在此实验的基础上,我们还发展了适用于AFS的低温原子化器并应用于As、Se、Pb等元素的分析。 2.研究了微等离子体在原子发射光谱中的应用。利用液体阴极放电微等离子体建立了一种新型的汞蒸汽发生技术。该方法不需要任何还原剂,液体中溶解的汞就能够直接被还原为Hg蒸汽,进而用ICP-AES进行检测。该方法具有很高的蒸汽发生效率,还原过程也是瞬时发生的,而且它能够不需要预先将有机汞转化为无机汞,实现有机汞的直接蒸汽发生。此外,我们建立了基于介质阻挡放电的微等离子体发射源,并应用于汞的原子发射光谱检测。该微等离子体对水蒸气有很好的耐受能力,可以不去除水蒸气对冷蒸汽发生引入的Hg激发进行检测。该发射源体积小、功耗低,而且Hg发射线附近的发射背景低且无其它谱线干扰,可以仅仅借助滤光片而不需要其他的分光系统对Hg实现检测。 3.建立了一种新型的基于微等离子体射流的大气压解吸附离子源。该离子源通过毛细管内产生的DBD等离子体射流对样品表面的物质进行离子化。它可以对许多常见的有机物(包括极性的和非极性)实现离子化而进行质谱检测。利用该解吸附离子源,我们对药片中的有效组分实现了直接分析,而且还对香烟中的尼古丁、大蒜中的蒜氨酸、以及咖啡豆中的咖啡因实现了直接测定。我们还实现了滤纸表面农药的直接检测。由于该方法不需要复杂的样品处理,不需要溶剂,是一种非常有前景的大气压离子化技术。


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