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進(jìn)樣系統(tǒng)是ICP光譜儀儀器中極為重要的部分，也是ICP光譜分析研究中最活躍的領(lǐng)域，按試樣狀態(tài)不同可以分別用液體、氣體或固體直接進(jìn)樣。
氣動(dòng)霧化和超聲霧化進(jìn)樣
1、氣動(dòng)霧化器和超聲霧化器
在ICP裝置中常采用氣動(dòng)霧化裝置，一般要求霧化器能采用較低的載氣流量，如0.5-1 L/min、具有較低的樣品提升量，如0.5-2 ml/min、較高的霧化效率、記憶效應(yīng)小、霧化穩(wěn)定性好，且適于高鹽分溶液霧化及較好耐腐蝕能力，這些要求給霧化器的設(shè)計(jì)、制造帶來(lái)苛刻的限制。ICP所用的氣動(dòng)霧化器有兩種基本的結(jié)構(gòu)：同心型霧化器和正交型霧化器。
在同心型霧化器上，通入試樣溶液的毛細(xì)管被一股高速的與毛細(xì)管軸相平行的氬氣流所包圍，見(jiàn)右圖。采用固定式結(jié)構(gòu)，具有不用調(diào)節(jié)、霧化效率較高、記憶效應(yīng)小、霧化穩(wěn)定性好、耐酸（HF除外）等優(yōu)點(diǎn)，但制作時(shí)各參數(shù)不易準(zhǔn)確控制且毛細(xì)管容易堵塞。目前常用的商品化同心型霧化器有Meinhard和GE兩種品牌。新型的同心霧化器可以用不同的材料制造，以用于不同的目的，同時(shí)對(duì)高鹽量溶液的霧化性能也有較大的提高，
正交型（又稱交叉型）氣動(dòng)霧化器的進(jìn)液毛細(xì)管和霧化氣毛細(xì)管成直角，見(jiàn)左圖。過(guò)去常采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)兩毛細(xì)管之間的距離，以獲得較好的霧化穩(wěn)定性，但這種調(diào)節(jié)的人為因素很大，因此目前的正交型霧化器也大多采用固定式結(jié)構(gòu)。相對(duì)同心型霧化器而言，它比較牢靠、耐鹽性能較好，但霧化效率稍差。
氣動(dòng)霧化器溶液的提升，一般利用文丘里效應(yīng)在進(jìn)液毛細(xì)管未端形成負(fù)壓自動(dòng)提升，溶液的提升受載氣的流量、壓力及溶液的粘度和密度的影響，采用蠕動(dòng)泵來(lái)提升，可減小溶液物理性質(zhì)的影響及選擇合適提升量，有利于與等離子體系統(tǒng)相匹配。
為適應(yīng)高鹽分試樣的需要，Babington(巴比頓)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)便而不易堵塞的霧化器。其結(jié)構(gòu)原理是氣流從一細(xì)孔中高速噴出，將沿V型槽流下的蒲層液流破碎成霧滴，避免了高鹽分堵塞噴嘴的弊端，但這種霧化器沒(méi)有負(fù)壓自動(dòng)提升能力，其霧化效率較低，而影響儀器的檢出限。Babington霧化器實(shí)際上是正交型霧化器的一種。
氣動(dòng)霧化器的霧化效率較低，一般為3-5%左右，試樣溶液大部分以廢液流掉。
超聲霧化器是用超聲波振動(dòng)的空化作用把溶液霧化成氣溶膠（如左圖）。超聲霧化器裝置比氣動(dòng)霧化裝置復(fù)雜，由超聲波發(fā)生器、進(jìn)樣器、霧室、去溶裝置幾部分組成使用時(shí)常用進(jìn)樣器（蠕動(dòng)泵）把試樣溶液輸入霧室，由超聲波發(fā)生器的電磁振蕩通過(guò)高頻電纜與霧室中的換能器（例如鋯鈦酸鉛壓電晶片）相連，晶片在高頻電壓作用下產(chǎn)生諧振，將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而產(chǎn)生超聲波，當(dāng)超聲波連續(xù)輻射到霧室中試樣溶液時(shí)，由于樣品溶液與空氣界面間的空化作用，使液體形成氣溶膠，然后用載氣通過(guò)霧室把試樣氣溶膠去溶后引入炬管。采用超聲霧化時(shí)氣溶膠產(chǎn)生速度和載氣流量可分別選擇最佳條件，所產(chǎn)生的氣溶膠霧滴更細(xì)更均勻，霧化效率可提高10倍（如右圖），如果樣品基體不復(fù)雜的話，超聲霧化器的檢出限要比氣動(dòng)霧化器的好一個(gè)數(shù)量級(jí)左右，如果有干擾，例如背景漂移或光譜重疊，則這些效應(yīng)亦以同樣的程度增加。同樣，當(dāng)被霧化的溶液含鹽較高時(shí)，在等離子炬管的中心管上的積鹽也會(huì)增加。超聲霧化器的記憶效應(yīng)較大，與氣動(dòng)霧化器相比，穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步提高。
2、霧化室
氣溶膠輸送效率定義為：實(shí)際到達(dá)等離子體的被霧化溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了提高著一百分?jǐn)?shù)和為了使到達(dá)等離子體的氣溶膠微�？焖俚厝ト堋⒄舭l(fā)和原子化，霧化器必須產(chǎn)生小于10mm直徑的霧滴。遺憾的是，一些霧化器，特別是氣動(dòng)霧化器所產(chǎn)生的氣溶膠都具有高度的分散性，其霧滴直徑可達(dá)100mm。這些大霧滴必須用霧化室除去。
常用的霧化室有筒型、梨型和旋流霧化室。
筒型霧化室是利用霧化室內(nèi)壁上的湍流沉降作用，或利用重力作用除去較大的霧滴。在早期的ICP中，筒型霧化室用得較為普遍。
旋流霧化室是圓錐形的，氣溶膠以切線方向噴入霧化室并向下盤(pán)旋行進(jìn)，這種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了作用在霧滴上的離心力，從而將霧滴拋向器壁。在霧化室底部，氣溶膠改變方向并與原來(lái)路線同軸地成更緊密的螺旋形向容器頂部移動(dòng)。拋向器壁的大霧滴由底部的廢液管排出，而小霧滴通入伸入容器頂部一小段管進(jìn)入炬管。旋流霧化室具有高效、快速和記憶效應(yīng)小的特點(diǎn)，在現(xiàn)代ICP中已得到廣泛的應(yīng)用。
梨型霧化室的去溶劑能力較強(qiáng)，特別適用于有機(jī)（油樣）進(jìn)樣系統(tǒng)。
3、揮發(fā)性氫化物或金屬進(jìn)樣
在原子吸收光譜法和原子熒光光譜法中廣泛應(yīng)用揮發(fā)性氫化物或金屬進(jìn)樣技術(shù)，也可應(yīng)用于ICP光譜法，目前商品ICP光譜儀中也常帶這些附件，這種方法可應(yīng)用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te和Hg九種元素，這些元素在酸性介質(zhì)中，在還原劑NaBH4作用下，前八種元素形成相應(yīng)的揮發(fā)性氫化物GeH4、SnH4、PbH4、AsH3、SbH3、BiH3、H2Se和 H2Te，其反應(yīng)為：
NaBH4+3H2O +HCl+ Mn+ ®H3BO3 +NaCl+MHn­+ H2­
而汞鹽則被還原為金屬汞而揮發(fā)，用載氣把反應(yīng)后生成的氣態(tài)氫化物或汞蒸發(fā)氣引入ICP進(jìn)行分析。該技術(shù)對(duì)以上九種元素的檢出限可比氣動(dòng)霧化法降低1--2個(gè)數(shù)量級(jí)，已在衛(wèi)檢、環(huán)境及玩具檢測(cè)、鋼鐵等領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。
4、固體進(jìn)樣
固體進(jìn)樣包括固體或粉末樣品直接氣化，然后將蒸氣或固體氣溶膠用載氣引入等離子體，以及把固體或粉未樣品直接送進(jìn)或插進(jìn)等離子體的方法。激光、控波火花、微電弧都可以成為固體或粉末樣品氣化的采樣裝置，并已有商品儀器出售，其采樣氣化原理與一般激光光源、火花和電弧光源并無(wú)什么不同。美國(guó)熱電公司的SSEA固體進(jìn)樣技術(shù)（見(jiàn)下圖）采用控波火花燒蝕氣化技術(shù)，該技術(shù)具有火花直讀光譜的快速、方便，又具有ICP光譜的寬線性范圍，已成功地應(yīng)用于冶金、機(jī)械等分析領(lǐng)域，特別是在鋁及鋁合金分析、貴金屬雜質(zhì)分析等方面更現(xiàn)特色。
屬于直接把固體和粉末送進(jìn)或插進(jìn)等離體的方法主要有雙高頻進(jìn)樣法、射流展開(kāi)法和樣品直接插入進(jìn)樣法等。雙高頻進(jìn)樣法是根據(jù)吹樣法原理，采用高頻放電產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)試樣周圍的空氣。使<200目的粉末試樣變?yōu)閴m霧飛揚(yáng)起來(lái)，并被從漏斗邊緣縫隙吹入的載氣引入ICP中心通道，這種裝置送樣量可達(dá)到70%，由于進(jìn)樣量多，曝光時(shí)間短，檢出限比電弧光源可降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。射流展開(kāi)法是采用類似水平電極電弧撒樣法的振動(dòng)送樣器將14微米粒徑的粉末樣送入樣品管，借助來(lái)自底部毛細(xì)管的約0.3升/分的載氣流將試樣吹進(jìn)ICP中心通道，這種裝置送樣率可達(dá)100%，檢出限也可改善。但這兩種方法與吹樣法和撒樣法無(wú)本質(zhì)區(qū)別，很難保證樣品穩(wěn)定、均勻引入等離子體，以及因樣品顆粒及狀態(tài)不同影響試樣的蒸發(fā)。對(duì)于樣品直接進(jìn)樣法是將1-20毫克的粉末樣品置于石墨電極小孔中，然后直接插入ICP放電中心通道，這種方法對(duì)于易揮發(fā)元素，例如Na、Cu、Zn、Ga、In、Tl、Pb、As、Bi等檢出限可優(yōu)于碳電極小孔直流電弧法。
從上面可以看出，固體進(jìn)樣技術(shù)仍是ICP光譜分析的一個(gè)重要難題，特別是粉末進(jìn)樣法，至今仍是一個(gè)不成熟的技術(shù)。
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