石墨爐為什么有高靈敏度？這是由于它能在一個(gè)很小的體積內(nèi)產(chǎn)生高濃度的原子蒸汽，這樣高的原子化效率同樣意味它能產(chǎn)生高濃度的干擾物質(zhì)，所以其干擾較之火焰原子化器要大。但今天咱們不說(shuō)干擾(之前小析姐就干擾問(wèn)題已經(jīng)做過(guò)總結(jié)，感興趣的小伙伴可以找目錄查詢(xún)哈)，今天主要講講石墨爐的升溫程序，包括：干燥、灰化、原子化、凈化階段。
 

　　干燥、灰化、原子化、凈化階段
 

　　1、干燥溫度是指通過(guò)加熱使試樣中的水分或溶劑蒸發(fā)掉的溫度。一般建議選擇100攝氏度左右，對(duì)于有機(jī)試樣最高選擇在130攝氏度左右。干燥溫度如果選擇過(guò)低，水分或有機(jī)溶劑在干燥階段就不能蒸發(fā)，導(dǎo)致分析測(cè)試結(jié)果不理想。
 

　　干燥時(shí)間應(yīng)根據(jù)樣品的體積(進(jìn)樣體積)而定，一般選擇樣品的微升數(shù)*(1～2)(s)。但是要注意，干燥時(shí)間與石墨爐的結(jié)構(gòu)、加熱方式、升溫模式等有關(guān)，也不能千篇一律。
 

　　干燥階段的升溫方式也很重要。如果已知樣品的性質(zhì)，可以將溫度快速升到略低于沸點(diǎn)，然后再緩慢地把溫度升到剛好高于沸點(diǎn)，并且保持15s左右。
 

　　2、灰化溫度是指通過(guò)加熱使試樣中的基體灰化掉，只留下被測(cè)試樣品的溫度。一般，灰化溫度的選擇要根據(jù)具體情況而定。如：測(cè)Cd時(shí)，一般選擇灰化溫度在500攝氏度以下(與所加的基改有關(guān))；測(cè)Cu時(shí)，一般選擇800～900攝氏度(如果加某些基改，最多可選1200攝氏度左右)。
 

　　灰化溫度和升溫方式的選擇原則：一般在不產(chǎn)生待測(cè)元素?fù)p失的情況下，盡量選擇比較高的灰化溫度，并采用階梯升溫方式。為了盡量多的排除共存物質(zhì)，在升溫時(shí)要注意設(shè)置一段保持時(shí)間，而保持時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)不同的加熱方式和石墨爐的結(jié)構(gòu)而定。有時(shí)為了能除去更多的共存組分，可以考慮設(shè)置多個(gè)灰化階段，前提是不把被測(cè)樣品揮發(fā)掉。
 

　　3、原子化溫度是指通過(guò)加熱使試樣由分子狀態(tài)變成原子狀態(tài)的溫度。原子化溫度是由元素及其化合物的性質(zhì)所決定的。最佳的原子化溫度應(yīng)該是在剛好出現(xiàn)最大吸光度時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度。原則上應(yīng)選擇較高的原子化溫度或吸光度最大值范圍處的原子化溫度。但是，原子化的溫度太高就會(huì)影響原子化器和石墨爐的壽命；太低就又不能實(shí)現(xiàn)理想的原子化，影響分析效果。因此，原子化溫度選擇的原則是：能得到最大吸收信號(hào)的低溫度。
 

　　而原子化時(shí)間選擇的原則是：必須使吸收信號(hào)能在原子化階段回到基線。從開(kāi)始到回到基線的整個(gè)時(shí)間，就是最佳原子化時(shí)間。原子化時(shí)間若太短，會(huì)造成峰形拖尾。一般，在保證樣品*原子化的前提下，原子化時(shí)間越短越好。
 

　　4、凈化溫度是指用比原子化階段稍高的溫度加熱空燒石墨管，以此來(lái)除去石墨管內(nèi)上一次測(cè)試時(shí)樣品的殘留，這個(gè)溫度就叫凈化溫度，一般比原子化溫度要高200～400攝氏度。對(duì)于多數(shù)儀器，橫向加熱，一般凈化溫度可取2200～2500攝氏度。
 

　　以上是一些石墨爐升溫設(shè)定的原則，一般情況下，可以先用儀器的默認(rèn)設(shè)置，然后再通過(guò)進(jìn)樣，觀察吸光值和峰形加以調(diào)整。
 

　　升溫程序參數(shù)如何優(yōu)化？
 

　　關(guān)于各個(gè)元素的石墨爐原子吸收分析法測(cè)定條件，各品牌儀器都有默認(rèn)設(shè)置條件。分析樣品性質(zhì)、進(jìn)樣體積、對(duì)分析結(jié)果的要求，這些是設(shè)定和優(yōu)化測(cè)定條件的依據(jù)。此外還應(yīng)考慮石墨管自身的一些問(wèn)題，如不同批次的石墨管之間在純度、密度、電阻率等方面有不均勻性問(wèn)題存在，也有在同一批中不同管之間性能存在差異的情況，同一只石墨管在使用過(guò)程中管壁變薄或表面變粗造，以致發(fā)生熱解層脫落都是影響測(cè)定條件選擇的因素。
 

　　升溫模式
 

　　斜坡升溫模式由三個(gè)參數(shù)決定，即起始溫度T0，要求達(dá)到的溫度T1和由T0達(dá)到T1的時(shí)間Δt，實(shí)際上只有兩個(gè)參數(shù)，T1和Δt。若T1已定，愈大，升溫速率愈慢；當(dāng)Δt已定，T1愈大，升溫速率愈高。這種升溫模式主要用于干燥階段。
 

　　斜坡升溫模式的特點(diǎn)是能緩慢而平穩(wěn)的由T0升到T1。階梯升溫模式又稱(chēng)臺(tái)階升溫，由起始溫度T0直接升至要求達(dá)到的溫度T1，從理論講其升溫時(shí)間Δt=0。實(shí)際上Δt不可能為零，而是很小，
 

　　不影響階梯升溫模式功能的發(fā)揮，它主要用于灰化階段，也有采用斜坡升溫與階梯升溫相結(jié)合的方式。階梯升溫模式的特點(diǎn)是升溫時(shí)間快。原子化階段大都采用溫控升溫或溫控最大功率升溫方式。
 

　　石墨爐的使用注意問(wèn)題與維護(hù):儀器的使用一般的儀器說(shuō)明書(shū)上面有的常規(guī)步驟就不多說(shuō)了，大家知道儀器狀態(tài)的正常時(shí)取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的先決條件，但是有時(shí)儀器自檢也許是已經(jīng)通過(guò)了，但是有些儀器部分還是需要大家來(lái)檢查：
 

　　1.光譜儀部分：看燈的負(fù)高壓是否正常范圍(一般是在450-650v)，如果是突然發(fā)現(xiàn)負(fù)高壓特高，估計(jì)你就要檢查光路了，看是否有異物擋住了光路，鏡片是否有起霧結(jié)水，此時(shí)就需要用擦鏡紙或者是吹風(fēng)機(jī)吹干，同時(shí)檢查環(huán)境溫濕度是否達(dá)標(biāo)。
 

　　2.自動(dòng)進(jìn)樣器：首先觀察自動(dòng)進(jìn)樣器管路是否出現(xiàn)異常，有時(shí)一個(gè)晚上或者是更久時(shí)間不用，溶液(特別是那種突然停止的動(dòng)作，待測(cè)溶液會(huì)在管路中)會(huì)在自動(dòng)進(jìn)樣器的毛細(xì)管中蒸發(fā)結(jié)晶，導(dǎo)致自動(dòng)進(jìn)樣器堵塞，或者是管路不流暢。此時(shí)儀器在清洗過(guò)程時(shí)，毛細(xì)管出水滴的速度會(huì)好慢。或者是吸水也會(huì)有延遲現(xiàn)象。看是否能夠準(zhǔn)確的將溶液注入到石墨管中，同時(shí)也要注意檢查清洗進(jìn)樣毛細(xì)管，是否掛水珠，如果有可以用酒精或者是稀硝酸擦洗。接著就是檢查冷卻循環(huán)水，看壓力是否在許可范圍內(nèi)。
 

　　儀器維護(hù)：正確的儀器使用方法和及時(shí)的儀器維護(hù)是延長(zhǎng)儀器壽命，保證儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的有效途徑之一。
 

　　石墨爐的維護(hù)在石墨爐膛部分，因?yàn)槔锩媸羌訜岣邷?低溫冷卻，一個(gè)循環(huán)過(guò)程，同時(shí)里面還有還原性強(qiáng)的石墨產(chǎn)生積碳同時(shí)還有不同的待測(cè)物質(zhì)灰化時(shí)產(chǎn)生的煙霧，都會(huì)在爐膛或者是在爐膛光路上的透鏡上附近凝結(jié)。如果長(zhǎng)時(shí)間不清理，爐膛底部的光控溫鏡可能會(huì)因?yàn)榉e碳的干擾，失去控溫能力，直接導(dǎo)致石墨管燒斷。
 

　　灰化物在透鏡上面凝結(jié)，擋住了部分光路，額外增加了負(fù)高壓，積碳在加熱和塞曼的震動(dòng)時(shí)，有可能會(huì)隨著震動(dòng)，這樣也變相增加了儀器的噪聲。一般建議在每次更換石墨管時(shí)清洗一次石墨爐膛。
 

　　自動(dòng)進(jìn)樣器也是維護(hù)的重點(diǎn)對(duì)象，石墨爐報(bào)出數(shù)據(jù)的精密度低，跟進(jìn)樣量少(10-30ul)有很大的關(guān)系,本儀器(熱電m6)自動(dòng)進(jìn)樣器主要是通過(guò)一個(gè)類(lèi)似于注射器這樣的原理來(lái)吸樣、進(jìn)樣。
 

　　其中的毛細(xì)管道長(zhǎng)年用蒸餾水作為清洗液，難免會(huì)有空氣中灰塵進(jìn)入里面，會(huì)在管路的拐彎處集結(jié)，日積月累，發(fā)現(xiàn)那一天你的自動(dòng)進(jìn)樣器吸樣或者是清洗時(shí)又出現(xiàn)壓力延遲時(shí)，可能是此原因了。
 

　　同時(shí)如果是長(zhǎng)久不用也許會(huì)長(zhǎng)出青青的青苔。定時(shí)用稀硝酸清洗時(shí)較好的選擇了，但是清洗完畢記得再用蒸餾水清洗管路，因?yàn)槔锩娴淖⑸淦骰钊墙饘儋|(zhì)地、小心硝酸腐蝕。
 

　　小結(jié)
 

　　關(guān)于石墨爐的優(yōu)勢(shì)，上文已提到，升溫速度快、絕對(duì)靈敏度高、可分析70多種金屬和類(lèi)金屬元素，但也有分析速度慢、分析成本高，基體干擾比較大等缺點(diǎn)。這是因?yàn)?，石墨爐的原子化效率接近100%,而火焰法的原子化效率只有1%左右；并且用石墨爐進(jìn)行原子化時(shí),基態(tài)原子在吸收區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間較長(zhǎng)。世界上沒(méi)有一款儀器是只有優(yōu)勢(shì)*的，根據(jù)各自實(shí)驗(yàn)室分析需求來(lái)選擇儀器才是好。