液相基質(zhì)中微量金屬元素的激光誘導擊穿光譜研究.pdf

1、激光誘導擊穿光譜（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy簡稱LIBS）就是利用激光束聚焦入射樣品表面產(chǎn)生激光等離子體，由等離子體中原子和離子的發(fā)射光譜對樣品中的成分進行定性或定量分析。激光誘導擊穿光譜技術(shù)隨著激光的誕生應運而生，高功率密度的激光使樣品表面汽化，產(chǎn)生處于激發(fā)態(tài)的原子和離子，而激發(fā)態(tài)原子和離子的發(fā)射譜線可用于樣品成分的鑒定和含量的定量分析，因此LIBS可運用于固體、氣體和液體樣品的痕量分析。

2、LIBS技術(shù)作為一種新興的定量分析手段具有快速、對樣品破壞性小、可實現(xiàn)在線及遠程監(jiān)測等優(yōu)點，另外還可應用于傳統(tǒng)化學分析手段難以應用的高溫、有毒環(huán)境下。LIBS技術(shù)由于具有獨特的優(yōu)越性，它在材料科學、化學、環(huán)境科學、醫(yī)學、考古、冶金等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。
　　目前，對于固體和氣體基質(zhì)，LIBS技術(shù)已成功地對其中的痕量元素進行了定性或半定量分析，但對于液相基質(zhì)，由于激光與液體相互作用產(chǎn)生的激波、濺射、吸收等不穩(wěn)定因素的影響，使得LI

3、BS技術(shù)在液相基質(zhì)中的應用正處于實驗室研究階段，還需要解決許多理論和實驗技術(shù)上關(guān)鍵問題。本論文從實驗上研究液相基質(zhì)中的激光誘導擊穿譜，分析了CuSO4和Pb(NO3)2溶液中微量金屬元素Cu和Pb激光誘導擊穿光譜的時間演化特性，通過比較不同延遲時間、不同入射激光功率密度等實驗參數(shù)下光譜信號的S/B，獲得優(yōu)化實驗條件。在優(yōu)化的實驗條件下測定了Cu和Pb微量元素的LIBS定標曲線，分別計算得到了兩種溶液中痕量元素的LIBS檢測限。實驗結(jié)果對

4、將LIBS技術(shù)應用于海洋中重金屬污染的在線監(jiān)測提供有價值的實驗和技術(shù)參數(shù)。本論文共分六章，主要內(nèi)容有：
　　第一章詳細介紹了激光誘導擊穿光譜技術(shù)的特點、研究現(xiàn)狀。由于激光誘導擊穿光譜與激光等離子體密切相關(guān)，因此在第二章中概述了激光等離子體的基本理論、發(fā)射光譜診斷原理和LIBS技術(shù)的基本原理等。
　　第三章主要介紹了本論文所采用的實驗裝置和實驗方法，并簡述了信號采集系統(tǒng)所涉及到的儀器工作原理和技術(shù)參數(shù)。
　　第四章、第五

5、章分別報道了CuSO4和Pb(NO3)2水溶液LIBS光譜的實驗研究結(jié)果。使用單脈沖LIBS技術(shù)，研究了溶液中Cu和Pb微量元素LIBS信號的時間演化特性、激光功率密度對LIBS信號的影響，并對實驗條件進行了優(yōu)化。在優(yōu)化的實驗條件下測定了Cu和Pb微量元素的LIBS定標曲線，計算得到了溶液中痕量Cu和Pb元素的LIBS檢測限分別為23ppm、177ppm。實驗結(jié)果表明:(1)等離子體發(fā)射光譜中，分立譜線強度和連續(xù)光譜強度都經(jīng)歷了隨延時先