在工业上使用的元素分析方法中,原子吸收光谱法(AAS 或 AA 光谱法)是全球化最快的方法之一。由于其简单、准确和标准化的功能,它被广泛使用。本文考虑了专门用于测定镉的原子吸收光谱法。
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什么是原子吸收光谱法?AAS 是一种用于确定研究样本中存在多少特定元素的技术。在该过程中利用气态中性原子对光辐射的吸收来定量测量化学成分。
分析过程简介AAS 结果的分析很简单,因为它遵循比尔定律,即光波的吸收与元素的浓度成正比。
这意味着分析物的量与传感器的电输出成正比。使用多种标准浓度的混合物来校准设备是一种确定分析物未指定百分比的技术。标准化曲线描绘了辐射(吸收的光量)与浓度的关系,一旦分析了样品,就可以从中计算出适当的量。
背景噪声辐射信号会影响结果吗?在获得吸收光谱时可能会出现背景辐射噪声,因为传感器会接收来自火焰中其他元素的脉冲。这并不表示得到的光谱不代表样品;相反,它会导致光谱信息的丢失,例如峰变平和样品无法同化的峰的出现。
优势和局限与其他过程相比,主要优点是分析成本非常低。极高的精度和简单的操作程序使其成为一个非常好的选择。该分析也不受交叉元素干扰的影响。这些是该过程在众多行业中广泛采用的核心原因。
但是,该过程存在某些限制。它不适用于非金属;因此,该设备只能检测金属元素。分析过程成本可能较低;然而,该设备非常昂贵,需要经常维护。作为一种破坏性测试方法,试样被分解。所有这些因素都是主要障碍。
为什么镉监测至关重要镉被认为是最危险的有毒金属之一。在人类中,急性镉中毒会导致高血压、肾损伤和红细胞分解。分析生态标本中镉浓度越来越低的必要性正在增加。这就需要使用非常精细、简单、快速和低成本的技术。
哪些技术对其分析有用?
镉通常使用火焰原子吸收光谱法 (FAAS) 测定。液体样品在蒸发器中变成蒸气形式并吸入火焰中,最终被雾化。因为光同时穿过原子和火焰,所以火焰充当“样品架”,可以确定光的吸收。
但是,该方法存在一定的局限性。在许多沉积物样品中,它对较低金属浓度的灵敏度不足。为了解决这个问题,已经开发了许多预处理技术。
除此方法外,溶剂萃取、电化学处理、离子膜运动和固相萃取均已用于测定低水平镉离子浓度。
水样中镉的测定发表在《水、空气和土壤 》上的一项研究提供了一种基于二氧化硅纳米粒子 (Si-NP) 的移液器吸头固相萃取 (PT-SPE) 方法,用于测定天然水样品中的痕量镉。镉分析物使用开缝石英管火焰原子吸收分光光度法 (SQT-FAAS) 测定。
在 pH 8.0 时,获得了最大的提取效率。在 6.0 M 硝酸下获得了最高的洗脱性能,并且在较高剂量下信号显着降低。根据研究结果,在 15 mL/min 时发现最大吸光度值。
完整的方法为从矿泉水样本中成功分离和纯化镉提供了一种快速、简单且低成本的固相萃取工艺。此外,由于它不需要大量有害有毒溶剂,因此新方法与可持续分析化学兼容。
镉的电热原子吸收光谱必须确定汽油商品和用过的机油中的金属含量。这对于工业机器至关重要。当需要进行低 ppb 级鉴定时,获得的灵敏度会受到限制,因此电热 AAS (ETAAS) 和 ICP-MS 成为此类应用的理想解决方案。
发表在Talanta上的一项研究建立了一种分散液-液微萃取与 ETAAS 的集成技术,作为一种灵敏且无基质的分析方法,用于测量燃烧流体和燃料材料中的 Cd。
这种组合利用了生态可持续的小型化标本预处理以及快速(不到 3 分钟)、廉价和准确的镉分析的优势。建议的方法消除了耗时的微波消化矿化的需要,并解决了 ETAAS 中的所有有机基质问题。
超分子溶剂微萃取与热喷涂火焰炉 AAS 用于镉分析研究人员开发了一种新技术,用于分析亚麻籽粉中镉的浓度,以超声辅助提取为中心,然后使用热喷涂火焰炉进行 AAS。该研究已发表在《食品化学》杂志上。在可检测性方面,热喷涂火焰炉原子吸收光谱法(TS-FF-AAS)被认为是一种强有力的方法。
该方法因其最少的样本消耗、可访问性、低成本仪器和无毒而脱颖而出,使其成为常用样品预处理过程的可行替代品。
由于该方法的有效性取决于材料和金属离子的类型,因此多种材料的回弹性差可以说是超声辅助提取与 TS-FF-AAS 配对的限制。
AAS 的未来会怎样?在英国科学家艾伦沃尔什爵士确定了该创新的多种用途后,第一台商业化的 AAS 光谱仪于 1950 年代诞生。从那时起,取得了许多进展。
该市场目前价值 4.7 亿美元,预计随着新项目的创建将继续上升。专家预测,从现在到 2024 年,全球 AAS 市场将以 6.5% 左右的复合年增长率增长,价值达到 6.8 亿美元。
世界各地的研究人员都专注于 AAS 方法的扩展,这导致了混合/融合拉曼/LIBS 方法的发展。所有这些创新不仅会提高其有效性,而且会在其预期的市场激增中发挥至关重要的作用。