Введение к работе
Актуальность темы. Электротермическая атомно - абсорбционная спектрометрия (ЭТААС) широко используется для решения многочисленных спектроаналитических задач, а также для фундаментальных исследований высокотемпературных процессов, проходящих с участием свободных атомов. Тем не менее, потешшальные возможности ЭТААС до конца не реализованы - метод до сих пор остается относительным, требующим для калибровки стандартных образцов. Одной из причин этого является отсутствие в современных спектрофотометрах учета ряда пространственных факторов, влияющих на формирование сигнала атомной абсорбции (АА). Прежде всего это пространственные неоднородности распределения интенсивности просвечивающего излучения, структуры поглощающих атомных и молекулярных слоев и использование пространственно - интегрирующей системы регистрации. Теоретический анализ показал, что влияние этих факторов нарушает пропорциональную зависимость сигнала АА от числа поглощающих атомов. Особенно сильно влияние пространственных факторов должно проявляться при атомизации проб сложного состава, когда на структуру поглощающего слоя определяемого элемента влияют интенсивные физико-химические процессы, протекающие с участием атомов и молекул матрицы. Серийные АА спектрофотометры с фотоумножителем или фотодиодом в качестве фотоприемника не позволяют регистрировать атомную абсорбцию с пространственным разрешением, что прітодит к необходимости использования усложненных методик пробоподготовки и матричных модификаторов.
Целью настоящей работы является исследование влияния на формирование сигнала АА пространственньгх факторов и возможностей альтернативного способа регистращщ атомной абсорбции с пространственньві разрешением. Для достижения указанной цели требовалось решить следующие задачи:
-
Разработать фотоприемное устройство, позволяющее осуществлять цифровую регистрацию оптического излучения с пространственным разрешением.
-
Исследовать распределение спектральной яркости в поперечном сечении источников, используемых в атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС).
-
Разработать систему регистрации АА спектрофотометра с пространственньш разрешением и соответствующие методики обработки абсорбционного сигнала.
-
Исследовать пространственные факторы матричного влияния на формирование сигнала атомной абсорбции в ЭТААС.
4 Научная новизна работы заключается в том, что в ее рамках впервые:
Экспериментально измерены и объяснены пространственные распределения излучения источников, а также проведена оценка их влияния на погрешность измерения атомной абсорбции.
Реализован и экспериментально опробован способ фотоэлектрической регистрации атомной абсорбции с пространственным и временным разрешением и соответствующая методика обработки АА сигнала.
Исследованы спектроаналитические параметры пространственно-разрешающей системы регистрации и показана возможность улучшения метрологических характеристик ЭТААС при анализе объектов со сложной матрицей.
Практическая ценность работы заключается в том, что в ней:
Получены результаты, составляющие основу для понимания влияния пространственных характеристик источников излучения на АА сигнал.
Предложена система регистрации для ЭТААС, позволяющая измерять сигнал АА с временным и пространственным разрешением.
Зарегистрированы и интерпретированы пространственные эффекты матричного влияния на сигнал атомной абсорбции, обоснована необходимость их коррекции и предложен способ реализации.
Полученные результаты составляют научную основу для разработки новых АА спектрофотометров с пространственным разрешением.
На защиту выносятся:
Пространственные распределения, динамика установления распределения спектральной яркости ламп с полым катодом, двухразрядных, дейтериевых, галогенных и высокочастотных безэлектродных спектральных ламп и их интерпретация.
Система регистрации для АА спектрофотометра с пространственным и временным разрешением и методика обработки сигнала атомной абсорбции.
Закономерности формирования пространственно- разрешенных АА сигналов Cd и РЬ в условиях сильного матричного влияния.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
-
XI Международная конференция по аналитической атомной спектроскопии (Москва, 1990 г.).
-
ХХШ Международный коллоквиум по спектроскопии (Иорк, Англия, 1993 г.).
-
XXI Международная конференция федерации аналитической химии и спектроскопических обществ США (Сект Луис, США, 1994 г.).
5 і. ХХК Симпозиум по спектроскопии (Ульм. Германия, 1995 г.). 5. XXI Съезд по спектроскопии (Звенигород, 1995 г,). 5. ХХП Международная конференция федерации аналитической химии и спектроскопических обществ США (ЦинсиЕнагн, Огайо, США, 1995 г.).
-
7-ой Европейский Симпозиум по электротермическим атомизаторам (С. -Петербург, Россия, 1996 г.).
-
TV Симпозиум по атомной спектрометрии (Буэнос Айрес, Аргентина, 1996 г.).
-
XXIV Международная конференция федерации аналитической химии и спектроскопических обществ США (Провиденс, РодАйлэнд, США, 1997 г.).
По материалам диссертации опубликовано 8 статей в центральных отечественных и зарубежных журналах, т«»нсы 15 докладов на научных конференциях и получен один патент.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 156 страницах, включая 46 рисунков и 9 таблиц. Список литературы содержит 100 наименований.
