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新樣品制備技術(shù)提高激光誘導(dǎo)擊穿光譜液體元素檢測能力
2022年06月21日 14:52:50 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：3813

日前，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的液體元素定量檢測方面取得突破。研究團(tuán)隊(duì)通過將液體樣品制備成剪切增稠流體再進(jìn)行激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測，有效提高了液體中元素檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】日前，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的液體元素定量檢測方面取得突破。研究團(tuán)隊(duì)通過將液體樣品制備成剪切增稠流體再進(jìn)行激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測，有效提高了液體中元素檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Analytical Atomic Spectrometry。
 
　　激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)是一種基于發(fā)射光譜的物質(zhì)檢測分析手段，可通過測量被強(qiáng)激光束激發(fā)產(chǎn)生的等離子體波長及對應(yīng)的光譜信號強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對構(gòu)成物質(zhì)的化學(xué)元素進(jìn)行定性和定量分析。與傳統(tǒng)的火焰式原子吸收光譜法、石墨爐式原子吸收光譜等元素分析技術(shù)相比，LIBS具有高靈敏度、高精確度、全元素等特點(diǎn)，而且適用于任何形態(tài)(固體、液體、氣體等)的樣品，也無需對樣品進(jìn)行切片、研磨等預(yù)處理。
 
　　但是當(dāng)檢測對象是液體時(shí)，激光聚焦于液體樣品會導(dǎo)致液體飛濺和并產(chǎn)生表面波紋，影響等離子體的穩(wěn)定性，同時(shí)液體中等離子體的猝滅會降低等離子發(fā)射光譜強(qiáng)度，從而導(dǎo)致檢測靈敏度低、檢測結(jié)果準(zhǔn)確性差。雖然目前LIBS在液體領(lǐng)域也有了一定的研究，但限制較大，且推廣有一定難度。
 
　　針對這一問題，研究團(tuán)隊(duì)提出的決絕辦法是將樣品處理成剪切增稠流體。剪切增稠流體屬于非牛頓型流體，在常態(tài)下呈現(xiàn)濃縮的膠質(zhì)懸浮分散液狀態(tài)。高速沖擊作用下，體系粘度急劇上升，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞虘B(tài)。在LIBS檢測時(shí)，受到高能脈沖激光照射，剪切增稠流體會轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞虘B(tài)，從而避免液體對LIBS檢測的影響。
 
　　在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)將汞溶液樣品制備成剪切增稠流體進(jìn)行激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測，并采用快速成像法和時(shí)間分辨法分析了等離子在剪切增稠流體和汞溶液中的時(shí)間演化過程，對比了剪切增稠流體和汞溶液中汞元素的定量檢測限和檢測準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，汞元素的檢測限提高了53.24倍，檢測準(zhǔn)確度提高了14.8%。
 
　　編輯點(diǎn)評：激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)憑借其無需樣品預(yù)處理、全元素分析、高靈敏度、高精確度等特點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)、材料加工、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。通過將液體樣品制備成剪切增稠流體解決了激光誘導(dǎo)擊穿光譜在液體樣品檢測方面的不足，拓展了激光誘導(dǎo)擊穿光譜的應(yīng)用領(lǐng)域，對于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的推廣可以發(fā)揮重要作用。
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