AAS & AFS进展－－原子捕集技术

2.2 原子捕集技术
常规火焰原子化器的灵敏度受到诸多因素的限制，首先是雾化效率很低，只有不足10％的试液进入火焰，其次是原子的停留时间短、使难挥发及难解离的元素灵敏度降低。
1976年，R.Stephens提出了利用石英管进行原子捕集的技术，此后T.S.West等人作了较多的研究[46]。它是一种在火焰中浓缩待测原子的预富集方法，其优点是不必另外加人化学试剂，避免了化学前处理或化学预浓缩操作中的污染和损失，节省分析时间，提高分析灵敏度。
原子冷凝捕集法的装置为将一石英（或金属）管安装于火焰中心，使石英管的轴向与火焰长度的方向相重合，管的外径为3～4mm，薄管壁效果较佳，空心阴极灯的光束在石英管表面掠过进入单色器。
为捕集分析物，先使冷却水通过石英管，当按常规方法喷人溶液时，火焰中的元素以适当形式凝聚于石英管外表面。冷凝捕集一段时间之后，喷人空白溶液，通过旋塞通入压缩空气以排除石英管中之水，当管中水排尽时立即关闭压缩空气，此时凝聚在石英管表面的分析物迅速蒸发进入火焰原子化器，在石英管上方给出了很高的原子密度供原子吸收测量。黄淦泉[47]、宣维康[48]等用石英捕集管测定了硒、铅、砷、铜、镉、锌等。
这种技术的装置易于制做，可使很多元素的灵敏度提高1～2个数量级。原则上，凡不与捕集管发生化学反应的物质，均可用捕集法测定。这是一种简便、经济、实用的技术，此外，捕集技术在研究原子化过程，设计原子化模型方面具有独特的方便之处，对富集物进行物理及化学鉴定显然是易行的。
近年来，与上述石英管-原子冷凝捕集法相类似的石英缝管原子捕集法又引起了分析工作者的兴趣与重视。1977年Watling[49]首先提出了开缝石英管火焰原子化装置，可使火焰法分析灵敏度提高好几倍。缝管技术比水冷石英管技术的装置简单，操作方便快速，但因其灵敏度不高，应用受到限制。黄淦泉等[50〕进一步对此法作了改进和发展，提出了一种独立于火焰法和非火焰法之外的原子捕集分析法。虽然是火焰法的改良，但比石墨炉法简单得多又具备某些共同特点，如灵敏度对有些元素可与之相当。
方法原理是：将石英缝管架在火焰燃烧器上方，两狭缝对准并保持一定距离（3mm），光束从缝管中央通过。调节火焰条件（低温）使之喷雾试样后将分析元素捕集于石英管内，继之停止喷雾试样，改变火焰条件（如燃气和燃助比），使捕集在缝管内壁的分析元素瞬时释放原子化，形成脉冲原子吸收信号。
此法分析灵敏度对有些元素，如Cu，Cd，Pb等较之火焰法有明显提高。究其原因主要是延长了原子在测光区的停留时间；且选择合适的捕集条件，富集了分析元素原子，并在恰当的释放条件，获得最佳瞬时峰高吸收。因而如何选择最佳捕集和释放火焰条件是本法成败的关键。另外缝管高度，延迟时间（捕集结束到释放开始之间的时间），捕集时间等均会影响分析灵敏度和分析重现性。钱沙华等[51] 研究用本法测定环境样品中微量Pb、Cu、Cd，捕集1min，特征浓度分别为1.8 x l0-3 μg／m1，1.3 x l0-3 μg／m1和6.7xl0-5 μg／ml，其灵敏度比常规火焰原子吸收光谱法分别提高110、39、150倍，接近直接石墨炉法。
黄曜等[52]采用双狭缝石英管作为原子捕集器，研究了易挥发元素Cu、Ag等的捕集情况，灵敏度提高3～5倍。赵进沛[53]用原子捕集FAAS测定水中Cd，提高灵敏度116倍，原子捕集技术用于纯锡中Bi和Sb的测定[54]、酒类饮品及水中Pb的测定[55]等，灵敏度都有不同程度的提高。将离子交换富集和原子捕集法结合，可使FAAS的灵敏度得到更高程度的提高，已用于水中痕量Cu[56]和铝土矿中Ga[57]的测定，灵敏度分别提高了7640倍和18倍。将萃取富集和原子捕集法结合，也取得同样的效果。熊远福等[58]以DDTC-CCl4体系萃取Te（IV），用3～5mol/L硝酸反萃取，所得水相用缝管原子捕集FAAS测定Te（IV），检出限为0.2μg／L，富集倍数达100倍。伊继水等[59] 用石英缝管捕集技术测定选矿废水中铜、铅、锌、镉，灵敏度提高了2～6倍。罗明标等[60] 采用石英缝管捕集技术测定人发样品中的镍和铜，灵敏度分别为常规FAAS的2.3和2.1倍，但线性范围会不同程度地变窄。