Введение к работе
Актуальность темы. Электротермическая атомно-абсорбционная
зпектрометрия является одним из наиболее чувствительных,
зелективных и точных спектральных методов определения концентрации
ликроэлементов в различных веществах и материалах, а также
эффективным средством исследования высокотемпературных процессов,
тротекающих с участием свободных атомов металлов. Во многом это
збусловлено использованием графитовых трубчатых атомизаторов для
іеревода исследуемого вещества из конденсированного состояния
з атомный пар. Электротермическая атомизация с графитовой поверх
ности в настоящее время широко применяется не только в атомно-
эбсорбционном, но также и в атомно-вмиссионном, лазерно-флуорес-
дентном и лазерно-фотоионизационном вариантах спектрального
анализа. Однако, серьезным препятствием на пути дальнейшего совер-пенствования этой техники является недостаточно полное представление о сложном комплексе физико-химических процессов, протекающих іри атомизации анализируемого вещества и переносе его паров. Поэтому исследования в данном направлении являются актуальными не только для атомно-абсорбционной спектрометрии, но и для атомной спектроскопии с использованием электротермической атомизации в целом.
Одним из факторов, влияющих на величину и форму регистрируемого сигнала в атомно-абсорбционной спектрометрии является пространственная структура поглощающих слоев атомов и молекул внутри атомизатора. Неоднородности в структуре вызывают искривление гра-цуировочных графиков и погрешности при анализе веществ, а также существенно ограничивают возможности атомно-абсорбционной спектрометрии при определении констант высокотемпературных процессов. С другой стороны, пространственные градиенты оптической плотности поглощающих слоев, являющиеся прямым следствием химических реакций в газовой фазе и на стенках атомизатора, конвективных потоков, процессов адсорбции и конденсации паров, содержат в севе ценную информацию о механизмах атомизации веществ. Серийные атомно-аб-сорбционные спектрофотометры с фотоумножителями в качестве приемника излучения не позволяют регистрировать абсорбционные сигналы с пространственным разрешением. В связи с этим информация о распределении поглощающих атомов и молекул в электротермических
атомизаторах практически отсутствует. Все вти обстоятельствг требуит решения данной задачи с помощью специально разработанные методов.
Целью настоящей работы явилось исследование динамики формирования и структуры поглощающих слоев атомов и молекул широкой круга элементов в трубчатом графитовом атомизаторе с помощьк разработанного для этого метода теневой спектральной киносъемки. Для ее достижения требовалось решить следующие задачи:
-
Изготовить експериментальную установку для теневой спектральной киносъемки и исследовать ее технические характеристики.
-
Исследовать общие закономерности динамики формировании поглощающих слоев путем визуализации структуры слоя атомов Ag, выбранного в качестве тестового элемента, а также атомов Zn, Cd і Hg. >
-
Установить особенности формирования поглощающих слоев атс мов Си, Mh, Ре, ТІ, Ge и Bi.
-
Исследовать механизм атомизации Ga, In и А1 на основе ее поставительного анализа динамики формирования и структуры их атої тплтг и молекулярных слоев.
Научная новизна работы заключается в том, что в ее рамказ впервые:
Разработан метод теневой спектральной киносъемки для исследования процессов электротермической атомизации.
Визуализирована динамика формирования поглощающих слоев атомої и молекул при атомизации анализируемого вещества с платформы, ее стенки атомизатора и в условиях продува его полости защитны! газом.
Обнаружена анизотропия скорости распространения атомов в объеме атомизатора, для объяснения которой предложен каскадный механизм.
Обнаружен и интерпретирован эффект инверсной атомизации рядг элементов.
На основе анализа структуры молекулярных и атомных поглощающиз слоев идентифицированы УФ полосы поглощения молекул Ga20, Іп20 і А120.
Практическая ценность работы заключается в том, что
получены результаты, составляющие основу для понимания закономерностей процессов электротермической атомизации.
предложен метод теневой спектральной киносъемки, позволяющий ис-
пользовать электротермическую атомно-абсорбционную спектрометрию в физико-химических исследованиях с пространственно-временным разрешением, а также вести диагностику атомных и молекулярных слоев,необходимую для конструирования более эффективных атомизаторов и для разработки методик атомно-абсорбционного анализа с целью улучшения их метрологических характеристик-
- интерпретированы ранее не объясненные и обнаруженные вновь эф
фекты, наблюдаемые при атомно-абсорбционных измерениях, что
повышает надежность их результатов.
На защиту выносятся
Метод теневой спектральной киносъемки для исследования процессов электротермической атомизации.
Закономерности динамики формирования поглощающих слоев атомов Ag, Zn, Cd, Hg, Cu, tin, Fe, Ga, In, Tl, Ge, Bi и Al в трубчатых графитовых атомизаторах.
Закономерности динамики формирования поглощающих слоев молекул Ga, In и Al в трубчатом графитовом атомизаторе.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и
>бсуждались на следующих конференциях и семинарах':
. XX Всесоюзный съезд по спектроскопии (Киев, 1988 г.).
!. XI Международная конференция по аналитической атомной спектроскопии (Москва, 1990 г.)
. Международная конференция по аналитической атомной спектроскопии (Нойбранденбург, Германия, 1990 г.)
. Московский городской семинар по аналитической химии (1991 г.)
. XXYII-CSI Пре-симпозиум "Применения графитовых атомизаторов в аналитической спектроскопии" (Лофтхус, Норвегия, 1991 г.)
. XIII Международный семинар по атомно-абсорбционному анализу (Ленинградский технический университет, 1991 г.)
. 37 Канадская конференция по спектроскопии (Оттава, Канада, 1991 г.) По материалам диссертации опубликовано 7 статей в централь-
jx научных журналах и тезисы 7 докладов на научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
