发布网友 发布时间:2024-10-22 03:16
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热心网友 时间:2024-10-22 03:37
理论基础荧光,是物质在光照射下发出的光,X射线荧光分析则是被分析样品在X射线照射下发出的X射线,包含了样品的化学组成信息,通过分析这些X射线荧光确定样品中各组分的含量。
原子物理学表明,每种化学元素的原子都有特定的能级结构,核外电子在各自的固定轨道上以特定能量运行。当原子受到足够能量的X射线照射时,内层电子脱离原子束缚,成为自由电子,原子被激发至激发态,外层电子填补空位,即发生跃迁,并以X射线的形式释放能量。每种元素的原子能级结构和跃迁释放的X射线能量是特定的,称为特征X射线。通过测定特征X射线的能量,可以确定元素的存在,而特征X射线的强度代表元素的含量。
量子力学告诉我们,X射线具有波粒二象性,既可以看作粒子也可以看作电磁波,能量与波长成正比关系,通过测定能量或波长,可以实现对相应元素的分析。
在X射线荧光分析中,能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞,驱逐内层电子,产生激发态原子。原子体系不稳定,通过驰豫过程自发跃迁至能量较低的状态。驰豫过程可能包括非辐射跃迁或辐射跃迁,辐射跃迁时释放的能量以X射线荧光形式出现。X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素一一对应。
在分析中,K层电子被逐出后,空穴可由外层电子填充,产生一系列谱线称为K系谱线。L层电子跃迁也可产生L系辐射。通过测定荧光X射线的波长,可以确定元素种类,强度与元素含量有关,据此进行元素的定量分析。
定性分析中,不同元素的荧光X射线具有特定波长,根据波长可确定元素组成。波长色散型光谱仪可求出X射线波长,从而确定元素成分。定性分析时,计算机可自动识别谱线,给出定性结果,但仍需人工鉴别在元素含量低或存在谱线干扰时的情况。
定量分析基于元素荧光X射线强度与含量成正比关系。使用标准曲线法、增量法或内标法进行分析时,需确保标准样品与试样的组成尽可能相同或相似,以避免基体效应或共存元素的影响。基本参数法考虑各元素间的吸收和增强效应,计算试样中元素的理论强度,通过实测强度与理论强度的比较,求出灵敏度系数,最终计算试样的元素含量。
当欲测样品含量大于1%时,该方法的相对标准偏差可控制在1%以下,实现准确的元素定量分析。通过计算机计算,基本参数法可以认为是无标样定量分析,适用于多种元素的复杂样品分析。
X射线荧光分析是确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法。