简介:
ICP-AES讲座:10. 等离子炬管
炬管的结构形状对ICP光谱分析性能有直接关系,炬管为三管同轴式石英营,图9是目前使用最普遍的一种炬管。其外径为20mm,高125mm。内管直径5mm,它的喷嘴孔直径为1.5mm;中管呈喇叭形;外管的环形间隙为1.0mm。耐氢氟酸气溶胶的炬管的内管以聚四氟乙烯衬里,其喷嘴用氮化硼制成。
图9 ICP炬管结构图
Figure 9 The construction of the plasma torch
炬管的主要作用是使等离子体焰炬与负载线圈隔离开,并借助于通入的外气流带走等离子体的热量和限制等离子体大小。在ICP光谱法中,一般要求炬管易点燃、能够获得稳定的具有环状结构的等离子体、氩气耗量小、功耗低以及具有良好的耦合效率,即功率转换率高。
传统方式炬管是垂直安装的,在侧向进行光谱观测(ICP轴与观测方向相垂直,称垂直观测),这种“侧视式”的主要局限性在于光程较短,检出能力受到一定影响,但对较高浓度组分的测定有较高的准确性和精密度,有利于金属样品,高浓盐份样品,有机样品或悬浮液样品中主、次和痕量元素的测定。
采用“端视式”炬管装置(即ICP轴与观测方向一致,称轴向观测或水平观测),是近几年来推出的提高ICP灵敏度的新技术。观测光程加大,检测限下降,对测试痕量元素有好处。但端视式装置,要在尾焰下面装一个喷嘴,吹进空气,使等离子体尾焰偏离光轴,防止过高的温度对观测装置(如透镜)的损害。不过ICP-MS的炬管目前都是水平安装的。
双向观测方式,具有同时进行垂直与水平观测分析的能力,可实现样品中痕量、低含量及主量元素的同时分析测定,而无需进行样品稀释,极大地扩展了测定的动态范围。
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图10 侧视式与端视式炬管装置
Figure 10 Vertical torch and horizontal torch
a - 侧视式;b - 端视式