L'vov是石墨炉原子吸收光谱分析法(GFAAS)的提出者和奠基人,也是石墨炉原理样机的发明者和促进其商品化、并不断进步与完善的引路人。L'vov自1959年发表了第一篇关于石墨炉原子吸收光谱分析法起,至今仍在为这一方法的不断发展和进一步完善而努力工作着。为表彰他对分析化学的杰出贡献,L'vov获得了世界1979年Talanta金奖;1997年在澳大利亚墨尔本召开的第30届国际光谱学大会(CSI)上荣获了第二届CSI奖;国际著名原子光谱杂志Spectrochimica Acta (part B)还在1984年出版专集以表彰L'vov的卓越成就和纪念他的第一篇关于石墨炉原子吸收光谱分析法论文发表25周年。这篇文章发表在苏联1959年工程物理学报上,特将它译成英文并收入纪念专集中。文章题目是“用石墨坩埚炉完全蒸发样品的原子吸收光谱研究”(The investigation of atomic absorption spectra by complete vaporization of the sample in a graphite cuvette)。L'vov的研究工作开始于1956年,原子化器是原子吸收光谱分析法的技术核心,L'vov巧妙地构想了石墨炉原子化器,在石墨炉坩埚内将样品完全蒸发,进入预先加热到高温的石墨炉形成一个吸收层,原子化时间应很短,避免气体的扩散损失。原子蒸汽在石墨坩埚炉中停留时间要长,以便进行测量。为实现上述想法,L'vov设计制造了一套石墨坩埚炉系统及整套的实验装置。图1.2为产生原子蒸汽的部分原始实验装置示意图:1是被预先加热至高温的石墨炉;2是可移动的载有样品的石墨坩埚电极;3为辅助电极;4为石墨炉内衬钽箔(作用是防止样品中待分析原子蒸汽从石墨管壁的微孔逸出);5是当电极2插入石墨炉1时,电极2与3之间产生直流电弧(用于加热并维持样品的高温状态)的弧隙。上述这套石墨炉与石墨坩埚电极置于有密封罩的装置内,原子化程序开始前先抽真空,充氩气至1atm(1atm=101325Pa)。
图1.2 L'vov石墨坩埚炉原子化器示意图
图1.2集中反映了L'vov设计石墨炉原子化器的指导思想,首先要完全改变Walsh测量火焰原子吸收信号的工作模式,因火焰原子吸收信号是连续变化且相对稳定的。而GFAAS信号是脉冲式的,要求在同一体积内将样品完全蒸发,在恒定体积内形成一个吸收层。原子化时间应很短,以避免样品原子蒸汽的扩散损失。同时要求原子蒸汽在石墨炉内停留时间尽可能长,为此将原子化器系统设计在一个密封装置内。要求在原子化过程中实现:①在恒温条件下原子化;②待分析元素完全原子化。这两条是L'vov学术思想的精髓,并为石墨炉原子吸收分析法实现绝对分析指出了方向。至今,众多的原子光谱分析工作者仍在为之完全实现而奋斗着。在该论文中,他还对原子化过程中的蒸汽发生和扩散过程的动力学作了定量和定性的分析讨论,并详细介绍了原子化过程中石墨炉的温度测量、控制和具有瞬态特性吸收信号的测量技术。到1966年L'vov及其同事用这套系统进行实际样品分析,已能分析40余种元素,其绝对检出限为10-11~101g,并能用于P 213.6nm和I 206.2nm的分析,其结果分别是2×10-10g和2×10-9g,图1.3为L'vov设计制作并完成了大量研究工作的实验装置照片。
L'vov的石墨炉实验装置,由带有石英窗的密封罩,装有10个样品电极、石墨管及通电电极等部件组成。他的分析实验工作程序如下:
第一步,工作前为密封系统抽真空至1mmHg,再充Ar至1atm。(www.xing528.com)
第二步,先将在密封罩内的石墨炉用电加热至要求的温度,再将承载样品的石墨电极插入,同时通电加热进行原子化。
第三步,在密封罩内承载样品的10只电极,依序自动插入和卸出。
L'vov对这套系统进行了反复多次的改进和完善,用这种石墨炉获得了10-14~10-12g的检出限。虽然取得了很大的进步,终因这一套系统结构过于复杂,操作繁琐而无法推广,从而制约了石墨炉原子吸收光谱分析法的发展。
图1.3 L'vov石墨炉实验装置
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