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墨西哥研究人员开发激光诱导击穿光谱技术

时间:2018-05-15 点击数:4342

【仪器交易网 新闻】来自墨西哥的一个研究小组开发出一种使用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的方法检测单个水滴中低浓度的重金属,而LIBS技术通常用于分析固体样品。研究人员利用他们开发的技术,利用声波悬浮技术对水滴进行悬浮和预浓缩以便完成更的化学分析,研究人员在去离子水基样品中获得了微量钡、镉、汞和铅的可重复测量结果。


由墨西哥国立自治大学的自然物理研究所的Victor Contreras领导的一个研究小组利用声波悬浮技术在半空中悬浮水滴样品进行LIBS分析。悬浮不仅消除了来自固体基质的干扰问题,而且悬浮液滴会产生略微蒸发,浓缩可能含有的任何化学物质。而且,因为液滴的位置是一个明确的小点,所以可以使用一种紧凑且经济的低能量激光器来产生等离子体。

Contreras和他的研究团队利用含有少量重金属的水基溶液展示了他们的LIBS技术。先,他们将水滴放置在单轴悬浮器的声波节点中。一旦水滴开始悬浮就会产生轻微蒸发,并浓缩其中所含的重金属,并使其更容易通过光谱检测。接下来,Nd:YAG激光系统将向漂浮的预浓缩水滴提供持续10ns和30mJ能量的532nm激光脉冲。

激光脉冲使水滴产生等离子体,而等离子体发射的光谱通过平凸透镜被收集并聚焦到与光谱仪和计算机耦合的光纤中进行化学分析。从开始水滴悬浮到完成化学鉴定的整个过程只需几分钟。研究人员报告称,他们在水滴样品中检测到低至0.2mg / L的钡、0.7mg / L的镉、1.0mg / L的汞和2.0mg / L的铅,并且能够在多次试验中提供可重现的结果。Contreras表示:“基于我们的技术的在线分析仪有一天可以帮助防止出现环境灾难,并有助于改善水质控制技术。”

研究人员正在努力改进该仪器:他们正在优化声学悬浮捕集器的机械设计以提供更稳定的悬浮条件,并且还在努力通过进一步减小水滴样本的尺寸来提高检测灵敏度。

光谱(spectrum) :是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,全称为光学频谱。光谱中zui大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色,譬如褐色和粉红色。

光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质的原子内部电子的运动情况不同,所以它们发射的光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况,有重要的理论和实际意义,已成为一门专门的学科——光谱学。分子的红外吸收光谱一般是研究分子的振动光谱与转动光谱的,其中分子振动光谱一直是主要的研究课题。


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