廢舊電池及生物小球藻中元素的LIBS技術分析.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文M.D.Thesis廢舊電池及生物小球藻中元素的LIBS技術分析廢舊電池及生物小球藻中元素的LIBS技術分析?QuantitativeelementanalysisinspentbatterychlellausingLIBStechnique彭玲玲彭玲玲PengLingling二零一二年六月二零一二年六月June2012?國家自然科學基金(批準號:10847007，108760281106401210964010

2、91126007)、高等學校博士學科點專項科研基金(批準號:20070736001)、蘭州重離子加速器國家實驗室原子核理論中心基金及西北師范大學科技創(chuàng)新工程(批準號:NWNUKJCXGC0321)資助的課題.摘要II摘要激光誘導擊穿光譜是近幾十年興起的一種新型的原子發(fā)射光譜分析技術，因其無須樣品預處理、實時在線檢測、多元素分析、原位測量等優(yōu)勢，被認為是辨別、定性和定量分析各種類型物質的有利分析技術。該技術適用于固體、液體、氣體、環(huán)境或者

3、地質樣品的化學成分檢測。近些年，無論是分析應用過程、微觀分析方面，或者是生物醫(yī)學應用及星球表面遠程分析等領域，LIBS技術都引起了廣泛的關注。本文利用Nd:YAG激光器以及配有1024像素ICCD探測器的光譜儀搭建了一套可用于樣品成分分析的LIBS實驗裝置?；谠撎讓嶒炑b置，論文主要研究了應用激光誘導擊穿光譜技術對廢舊電池正負極和三種不同營養(yǎng)方式下培養(yǎng)的小球藻中元素的快速檢測分析問題。本文共分為六章，其主要內(nèi)容從以下幾點進行了有意義的研

4、究：第一章主要介紹了原子光譜學應用的發(fā)展歷史，以及LIBS技術的發(fā)展和特點，包括LIBS技術的優(yōu)缺點和目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。第二章主要是LIBS的理論基礎部分，介紹了激光誘導擊穿等離子體光譜方法的基本原理和技術特點。分析了激光誘導擊穿光譜的形成過程，介紹了激光誘導等離子體基本性質及兩個重要參數(shù)，討論了光譜展寬機制和譜線的線型，介紹LIBS光譜的定性分析以及定量分析的幾種方法，并重點闡述了本研究所采用的自由定標法。第三章主要是LIBS實驗

5、部分，介紹了LIBS實驗裝置，包括激光器系統(tǒng)、光譜信號采集系統(tǒng)以及外光路系統(tǒng)，并分析了不同系統(tǒng)對光譜信號的影響。第四章是我們的主要工作。定量分析了廢舊鋅錳電池正負極中重金屬元素和三種不同培養(yǎng)基條件的生物小球藻吸附的元素。測量了其LIBS發(fā)射光譜并對發(fā)射光譜進行了定性分析，在廢舊電池中標定出了Fe、Mn、Zn、V、Cr、Al、Si、Ca、Cu、Mg、Pb和C等元素，在生物小球藻中鑒別出了Fe、Ca、Na、Al、K、Mg、Mn和Cu等多種金

6、屬元素，這些元素以鹽的形式在生物樣品中有著豐富的分布；同時，C、H、P等與生物組織相關的元素也被檢測到。采用自由定標方法計算了這些元素的相對含量。第五章介紹了對激光誘導Zn等離子體基本參數(shù)的自吸收修正。計算了ZnI328.22nm、468.01nm、472.22nm和481.08nm幾條特征譜線的自吸收系數(shù)。比較等離子體參數(shù)在加入自吸收修正前后的不同。最后，對全文的研究內(nèi)容做了總結，并針對下一步的研究工作開展提出了一些建議。關鍵詞：激光