一种原子光谱分析用新激发光源——千瓦级微波等离子体炬(kW-MPT)

doi:10.7503/cjcu20150598

高等学校化学学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 2157.doi: 10.7503/cjcu20150598

一种原子光谱分析用新激发光源——千瓦级微波等离子体炬(kW-MPT)

金伟(), 于丙文, 朱旦, 应仰威, 于海翔, 金钦汉

浙江大学控制科学与工程学院, 智能系统与控制研究所, 分析仪器研究中心, 杭州310058

收稿日期:2015-07-31 出版日期:2015-11-10 发布日期:2015-09-18
作者简介:联系人简介: 金伟, 男, 博士, 高级工程师, 主要从事分析仪器研究. E-mail:jinweimy@zju.edu.cn
基金资助:
国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2013YQ470781)资助

Development of a New Kilowatt Microwave Plasma Torch(kW-MPT) Excitation Source for Atomic Emission Spectrometry^†

JIN Wei^*(), YU Bingwen, ZHU Dan, YING Yangwei, YU Haixiang, JIN Qinhan

Research Center for Analytical Instrumentation, Institute of Cyber Systems and Control,College of Control Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China

Received:2015-07-31 Online:2015-11-10 Published:2015-09-18
Contact: JIN Wei E-mail:jinweimy@zju.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Key Foundation for Exploring Scientific Instrument of China(No.2013YQ470781)

摘要/Abstract

关键词: 千瓦级微波等离子体炬, 双谐振结构炬管, 原子发射光谱

Abstract:

Based on the simulation of transmission and distribution characteristics of the electromagnetic field inmicrowave plasma torch(MPT) torches with different configurations using electromagnetic simulation software and experimental study, a new MPT torch with double resonant configuration was, for the first time, developed. The results show that the inner tube of MPT torch plays an important role in strengthening the electric field intensity at the open end of the MPT torch and redistributing the electromagnetic field in the whole torch by the formation of the double resonance. It contributes also to enhance the macroscopic stability and the self-sustaining of the plasma. The stability of the plasma was shown to be excellent when the spacer between inner and intermediate tubes is located about 20—30 mm from the top opening of the torch. Preliminary study showed that the analytical performance for 13 common elements was approaching that of traditional ICP-AES.

Key words: Kilowatt microwave plasma torch, Double resonant configuration, Atomic emission spectrometry

中图分类号:

O657.31

TrendMD:

金伟, 于丙文, 朱旦, 应仰威, 于海翔, 金钦汉. 一种原子光谱分析用新激发光源——千瓦级微波等离子体炬(kW-MPT). 高等学校化学学报, 2015, 36(11): 2157.

JIN Wei, YU Bingwen, ZHU Dan, YING Yangwei, YU Haixiang, JIN Qinhan. Development of a New Kilowatt Microwave Plasma Torch(kW-MPT) Excitation Source for Atomic Emission Spectrometry^†. Chem. J. Chinese Universities, 2015, 36(11): 2157.

图/表 4

参考文献 10

[1]	Jin Q.H., Yang G. D., Yu A. M., Liu J., Zhang H. Q., Ben Y. Z.,Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Jilinensis, 1985, (1), 90—92
	(金钦汉, 杨广德, 于爱民, 刘军, 张寒琦, 贲跃之. 吉林大学自然科学学报, 1985, (1), 90—92)
[2]	Jin Q. H., Wang F. D., Hieftje G. M., Chem. J. Chinese Universities, 1990, 11(12), 1353—1356
	(金钦汉, 王芬蒂, Hieftje G. M. 高等学校化学学报, 1990, 11(12), 1353—1356)
[3]	Pack B. W., Broerkaert J. A. C., Gurowaski J. P., Poehlman J., Hieftje G. M., Anal. Chem., 1998, 70(18), 3957—3963
[4]	Jin Q. H., Duan Y. X., Olivares J. A., Spectrochim. Acta, 1997, 52(2), 131—161
[5]	Yang W. J., Zhang H. Q., Yu A. M., Jin Q. H., Microchem. J., 2000, 66, 147—170
[6]	Jankowski K.J., Reszke E., Microwave Induced Plasma Analytical Spectrometry, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2011, 4
[7]	Jin Q.H., Mao H., Hieftje G. M., Microwave Plasmas in Analytical Chemistry, Jilin University Press, Changchun, 1993, 2
	(金钦汉, 黄矛, Hieftje G.M. 微波等离子体原子光谱分析, 长春: 吉林大学出版社, 1993, 2)
[8]	Hammer M. R., Spectrochim. Acta, 2008, 63(4), 456—464
[9]	van der Mullen J. J. A. M., van de Sande M. J., de Vries N., Brokes B., Iordanova E., Gamero A., Torres J., Sola A., Spectrochim. Acta, 2007, 62(10), 1135—1146
[10]	Jankowski K., Ramsza A., Reszke E., Method and System for Heating of Plasma, Pol. Pat. Appl., PL20080385484, 2008-06-20

Element	Spectral line/nm	Detection limit/(μg·L^-1)		Element	Spectral line/nm	Detection limit/(μg·L^-1)
Element	Spectral line/nm	MPT	ICP	Element	Spectral line/nm	MPT	ICP
Ag	Ⅰ 328.068	3.7	1 (Ⅰ 328.068)	Cu	Ⅰ 327.396	4.1	0.4 (Ⅱ 224.700)
Al	Ⅱ 396.152	8.7	3 (Ⅰ 308.215)	Li	Ⅰ 670.784	0.2	0.3 (Ⅰ 610.362)
Pd	Ⅰ 363.470	8.9	3 (Ⅰ 340.458)	Na	Ⅰ 588.995	0.8	3 (Ⅰ 818.326)
Be	Ⅰ 234.861	1.1	0.1 (Ⅰ 214.438)	Pb	Ⅰ 405.783	61.0	10 (Ⅱ 220.353)
Ca	Ⅱ 393.366	0.34	0.02 (Ⅱ 315.887)	Ga	Ⅰ 417.206	2.8	4(Ⅰ 287.424)
Cr	Ⅰ 425.435	6.5	2 (Ⅱ 267.716)	In	Ⅰ 410.176	13.6	9(Ⅱ 230.606)

Element	Spectral line/nm	Detection limit/(μg·L^-1)		Element	Spectral line/nm	Detection limit/(μg·L^-1)
Element	Spectral line/nm	MPT	ICP	Element	Spectral line/nm	MPT	ICP
Ag	Ⅰ 328.068	3.7	1 (Ⅰ 328.068)	Cu	Ⅰ 327.396	4.1	0.4 (Ⅱ 224.700)
Al	Ⅱ 396.152	8.7	3 (Ⅰ 308.215)	Li	Ⅰ 670.784	0.2	0.3 (Ⅰ 610.362)
Pd	Ⅰ 363.470	8.9	3 (Ⅰ 340.458)	Na	Ⅰ 588.995	0.8	3 (Ⅰ 818.326)
Be	Ⅰ 234.861	1.1	0.1 (Ⅰ 214.438)	Pb	Ⅰ 405.783	61.0	10 (Ⅱ 220.353)
Ca	Ⅱ 393.366	0.34	0.02 (Ⅱ 315.887)	Ga	Ⅰ 417.206	2.8	4(Ⅰ 287.424)
Cr	Ⅰ 425.435	6.5	2 (Ⅱ 267.716)	In	Ⅰ 410.176	13.6	9(Ⅱ 230.606)

[1]	于丙文, 金伟, 金钦汉, 刘旭, 李晓东. 基于能量重分配的波长偏移校正方法[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(8): 1600.
[2]	于丙文, 金伟, 金钦汉, 刘旭. 原子发射光谱法中信背浓度比的推导与应用[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(5): 880.
[3]	李佳慧, 张起凯, 赵杉林, 李萍. 微波等离子体炬原子发射光谱法测定铁增敏效应[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(4): 547.
[4]	师宇华, 吴立航, 李红梅, 于爱民, 张寒琦, 金钦汉 . 气相色谱-微波等离子体炬双检测器及其气相色谱的响应特性[J]. 高等学校化学学报, 2007, 28(10): 1842.
[5]	张金生, 李丽华, 张金平, 金钦汉. 微波消解-微波等离子体炬原子发射光谱法测定无铅汽油中痕量铅的研究[J]. 高等学校化学学报, 2004, 25(7): 1248.
[6]	周建光, 彭增辉, 郇延富, 于爱民, 金钦汉, 周翔, 刘梅. 微波等离子体炬发射光谱法去溶系统性能的研究[J]. 高等学校化学学报, 2002, 23(7): 1273.
[7]	赵丽巍, 付瑶, 宋大千, 张寒琦, 金钦汉. 微波等离子体炬耦合方式的研究[J]. 高等学校化学学报, 2001, 22(2): 201.
[8]	熊宏春, 胡斌, 江祖成. 一种用于电热蒸发-原子光谱的微型化固相萃取技术[J]. 高等学校化学学报, 2000, 21(7): 1035.
[9]	熊宏春, 胡斌, 黄卫红, 彭天右, 陈世忠, 江祖成. 微晶萘负载PMBP微柱分离预富集与电热蒸发-电感耦合等离子体原子发射光谱联用测定痕量稀土元素[J]. 高等学校化学学报, 2000, 21(11): 1647.
[10]	刘思东, 郭黎平, 张卓勇, 陈杭亭, 曾宪津. 因子分析-电感耦合等离子体原子发射光谱分析中的峰位优化及光谱干扰校正[J]. 高等学校化学学报, 1999, 20(3): 364.
[11]	彭天右, 江祖成. 以PMBP为化学改进剂的电热蒸发/ICP-AES测定痕量钪的研究[J]. 高等学校化学学报, 1998, 19(5): 699.
[12]	梁枫, 赵丽巍, 张寒琦, 金钦汉. 一种可用于微波等离子体炬原子发射光谱法的热雾化系统[J]. 高等学校化学学报, 1997, 18(7): 1031.
[13]	庄峙厦, 杨成隆, 李波, 杨芃原, 王小如. 热喷雾作为电感耦合等离子体原子发射光谱的进样技术[J]. 高等学校化学学报, 1997, 18(12): 1939.
[14]	张寒琦, 梁枫, 赵晓君, 李勇, 金钦汉, 王大宁, 邹明强, 贾睿. 气动雾化进样时微波等离子体炬作为激发光源的性能研究[J]. 高等学校化学学报, 1996, 17(9): 1377.
[15]	郭伊荇, 刘春明, 赵晓亮, 王为玲. 8-羟基喹啉纤维分离富集-ICP-AES同时测定多种痕量稀土元素[J]. 高等学校化学学报, 1996, 17(4): 555.

一种原子光谱分析用新激发光源——千瓦级微波等离子体炬(kW-MPT)

Development of a New Kilowatt Microwave Plasma Torch(kW-MPT) Excitation Source for Atomic Emission Spectrometry^†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

一种原子光谱分析用新激发光源——千瓦级微波等离子体炬(kW-MPT)

Development of a New Kilowatt Microwave Plasma Torch(kW-MPT) Excitation Source for Atomic Emission Spectrometry†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 10

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

Development of a New Kilowatt Microwave Plasma Torch(kW-MPT) Excitation Source for Atomic Emission Spectrometry^†