[发明专利]一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法及装置，属于仪器分析技术领域。

背景技术

氢化物发生(HG)与原子荧光、原子吸收、等离子体发射光谱以及等离子质谱结合是一种具有较大实用价值的分析技术，传统的氢化物发生常采用硼氢化钾-盐酸还原体系。因为硼氢化钾-盐酸还原体系在还原能力、反应速度、自动化操作、抗干扰程度以及适用的元素数目等诸多方面表现出优越性。然而硼氢化钾-盐酸还原体系要消耗大量试剂，并且带来不可避免的废液处理；另一方面，硼氢化钾属于遇湿易燃物品，对粘膜、上呼吸道、眼睛及皮肤都有强烈刺激性，并且不易保存，给实验操作带来很大的不便。

介质阻挡放电的结构特点是至少存在一层绝缘性的阻挡介质和小的放电通道。当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体，即使在大气压下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。该放电现象为蓝紫色，均匀、散漫而稳定，实际上是由大量细微的快速脉冲放电通道构成的。目前，还未有将介质阻挡放电用于元素分析的蒸气发生进样装置的报道，其在原子荧光、原子发射、原子吸收及电感耦合等离子质谱分析方法方面具有广阔的应用前景。

发明内容

发明的目的是提供一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法及装置。

本发明提供的一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法，包括如下步骤：惰性气体和氢气的混合气体在交流电场的作用下进行介质阻挡放电产生等离子体；待测样品中的待测元素在所述等离子体的作用下形成原子蒸气。

上述的方法中，所述惰性气体可为氦气、氩气、氖气和氮气中至少一种；所述惰性气体和氢气的混合气体的流速可为200～600mL/min，如400mL/min。

上述的方法中，所述交流电场的放电功率可为1w～100w，具体可为10w。

上述的方法中，所述待测元素可为Al，C，Si，Mn，P，S，Cr，Ni，Mo，W，Sn，Ti，Cu，Co，Pb，As，Te，Cd和Bi等能生成原子蒸气的元素。

本发明提供了一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生装置，包括由绝缘介质围成的方形样品室；所述方形样品室的相对的两个壁上均贴附有一电极，所述电极通过导线与交流电源相连接；所述方形样品室的壁上还设有进样口、进气口和出气口。

上述的装置中，所述方形样品室的非贴附所述电极的相对的两个壁上分别设有进样口和出气口，所述方形样品室的非贴附所述电极且与设置所述进样口的壁垂直的壁上设有进气口；所述绝缘介质可为石英玻璃、有机玻璃、陶瓷和聚四氟乙烯塑料等；所述电极材料可为铜棒、铜线、铜箔、铝箔等。

本发明还提供了一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生装置，包括由绝缘介质围成的圆柱形样品室；所述圆柱形样品室的一个端部上设有一端开口的套管，所述套管的开口端延伸至所述样品室外，非开口端延伸至所述样品室的腔体内；所述样品室的侧壁上贴附有一环形电极，所述套管内填充有一中心电极，所述环形电极与中心电极均通过导线与交流电源相连接；所述样品室的侧壁上设有进气口和进样口，非设置所述套管的端部上设有出气口。

上述的装置中，所述绝缘介质可为石英玻璃、有机玻璃、陶瓷和聚四氟乙烯塑料等；所述电极材料可为铜棒、铜线、铜箔、铝箔等。

本发明还提供了一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生装置，包括由绝缘介质围成的圆柱形样品室；所述样品室的外壁上贴附有两个环形电极，所述两个环形电极均通过导线与交流电源相连接；所述样品室上还设有进样口、进气口和出气口。

上述的装置中，所述进样口和出气口分别设于所述样品室的两个端部上，所述进气口设于所述样品室的侧壁上且近所述进样口端。

上述的装置中，所述绝缘介质可为石英玻璃、有机玻璃、陶瓷和聚四氟乙烯塑料等；所述电极材料可为铜棒、铜线、铜箔、铝箔等。

本发明提供的方法及装置，采用介质阻挡放电的方式，在放电过程中会产生大量的自由基和准分子，如H，它们的化学性质非常活跃，很容易和样品中待测原子或其它自由基发生反应结合成氢化物蒸气，与基体有效分离进入待测区域；减小了由样品前处理过程引入的基体干扰，可提高分析仪器的信噪比，减小仪器检出限，且该装置简单易操作；而且介质阻挡放电可在大气压下实现，体积小，低耗能，低气体温度。为等离子体发射光谱、等离子体质谱、原子吸收或者原子荧光光谱仪的小型化、便携式提供了有力的研究基础；本发明提供的方法代替了硼氢化钾-盐酸还原体系，无需任何试剂、不产生废液。

附图说明

图1为实施例1的平板式介质阻挡放电原子蒸气发生装置。