提高火焰原子化器火焰燃烧温度的办法

目前，国际上为了提高火焰的燃烧温度开展了很多研究，大致有以下三种方法可以提高燃烧温度。

1、采用笑气-乙炔火焰

19655年，J. B.Willis用笑气(N2O)作为乙炔火焰的助燃气，使火焰温度提高到2990K(空气-乙炔的最高温度为2500K)。但是，N2O的安全性不好，容易产生爆炸，严重危及使用者的生命与财产安全。这个问题引起了科学家们的高度重视，因而，对它进行了长期的研究。目前，科学家们已经对N2O的安全性做了全面的、深人的研究，成功地建立了爆炸的数学模型，并掌握了产生爆炸的条件和如何避免爆炸。可以说，N2O的安全性已经基本得到解决。但是，N2O是一种麻醉剂，使用时还必须高度重视安全问题。特别要注重遵守高温火焰的操作顺序，即：开笑气－乙炔火焰时，必须先点燃空气-乙炔，再切换到笑气-乙块；关闭笑气-乙炔火焰时，必须先将笑气-乙炔火焰切换到空气-乙炔火焰。否则，有可能产生危险。

2、采用富氧空气-乙炔火焰

富氧空气-乙炔火焰是在固定空气与乙炔的比例时，利用调节氧气与空气的比例（空气中氧气的含量），从21%可以增加到60%。氧气增加，火焰高度升高，使温度在2300〜2950T：之间可调。在富燃状态，当乙炔流量为91/min时，与笑气－乙炔火焰温度接近，火焰比较稳定。目前，国际上很少采用富氧空气-乙炔火焰，富氧空气-乙炔火焰的安全问题还需要进一步认真研究，目前尚未建立富氧空气-乙炔火焰爆炸的数学模型，也不清楚它在什么情况下会产生爆炸？空气与氧气的最佳比例为多少，如何避免爆炸，这一系列问题还有待进一步研究。

3、采用火焰高度自动设定

火焰的燃烧温度由火焰内发生的化学反应产生的热量和消耗的热量所决定。因此，不同的火焰区域和部位，其温度是不同的。例如，空气-乙炔火焰自下而上可分为四个区域：预热区、第一反应区、中间区和第二反应区。预热区又叫干燥区，此区域燃烧不完全，温度不高，溶液在此区被干燥，呈固态微粒。第一反应区又叫焰心区，或叫蒸发区，此区域燃烧不充分，半分解物较多，温度未达到最高点。干燥的固态微粒在此区域被熔化蒸发（升华）。该区一般很少使用，但是，它对于容易原子化、干扰少的碱金属元素可以测定。中间区又叫原子化区，该区燃烧完全、温度高、稳定，它是火焰原子光谱法的主要应用区。第二反应区又叫外焰区，该区燃烧不完全，温度开始下降，被离解的基态原子开始重新形成化合物。这个区域不能用来做原子吸收光谱分析。

空气-乙炔火焰的四个区域如下图所示：

如上图所示的四个区域的温度各不相同，中间区的温度最高，温度的变化也比较平缓，原子的密度也最大，它最适合于原子吸收光谱测定，只有使用在这个火焰区域才能保证最佳温度。但是，许多原子吸收分光光度计的自动化程度不高，往往采用人工手调仪器面板上的电位器，眼睛看着火焰，完全凭主观经验来判断使用在哪个区域，这是很不科学的。因为人眼的灵敏度没有这么高，所以许多使用者往往都不能使用在最佳火焰K，不能保证使用在最佳温度区，当然也就不能保证最佳燃烧温度。因此最好采用火焰高度自动设定（在计算机上设定）的办法，来保证使用在最佳火焰区，保证最佳的燃烧温度。