原子吸收光度计横向加热石墨炉

 

所谓横向加热石墨炉，是指石墨管的加热方向与光轴方向垂直的一种加热方式。横向加热石墨炉的两端不与冷却水接触，所以石墨管中心和两端的温度差很小，石墨管里的原子化温度均匀。这是横向加热石墨炉最根本、最关键、最突出的优点。

AAS横向加热石墨炉工作原理

图1：—般横向加热石墨管的工作原理示意图

横向加热石墨管的加热电流通过的方向与石墨管里光线通过的方向垂直。这种加热方式可以避免用水冷却电极的时候带走石墨管两端的热量，保证石墨管里光线通过的方向上不存在（或很小）温度梯度。

AAS横向加热石墨炉研究进展综述

我国马治中及陈友祎先生分别对横向加热技术进行了研究，并首先在北京普析通用公司的TAS~986原子吸收分光光度计上实施，1997年推出了我国首台横向加热石墨炉商品仪器。陈友祎对石墨管进行了深人的研究，开发了热解石墨平台石墨管和两端带窗口的平台石墨管等，进一步改善了原子化条件，减少了基体T扰，提高了测量精密度，降低了检出极限，并大大提高了石墨管的使用寿命。

目前，国际上只有五家公司能生产横向加热石墨炉的原子吸收分光光度计，分别是：美国的PE公司、德国的Jena公司和Aurora公司、中国的北京普析通用公司、澳大利亚的GBC公司。横向加热是建立在平台石墨炉技术基础上的。尽管早在1978年LVov就正式提出了纵向加热石墨炉平台技术，但是，平台技术在纵向加热石墨炉上的效果并不理想。直到横向加热石墨炉技术出现后，平台技术的优越性才充分得到体现。

图2：北京普析通用公司TA&986/990横向加热石墨炉的结构图

何华焜教授等对横向加热石墨炉有精深的研究，他对横向加热石墨炉的发展历史及其演变过程做了全面的归纳、阐述。他研究了从最早的、不被人们认识的Varian公司20世纪70年代生产的CRA-63横向加热石墨炉，到今天的德国Jena公司、美国PE公司、澳大利亚GBC公司和北京普析通用公司的横向加热石墨炉的发展历史。何华焜深人研究了横向加热石墨炉与纵向加热石墨炉的优劣，根据两种技术对18种元素实验的结果，指出横向加热石墨炉的原子化温度要比纵向加热石墨炉低200〜400℃;横向加热石墨炉的原子化时间小于纵向加热石墨炉；横向加热石墨炉获得的特征质量叫普遍优于纵向加热石墨炉。这充分说明了横向加热石墨炉在原子化过程中提供了良好的时间和空间恒温环境，可保证或提高分析测试结果的可靠性，同时可以延长石墨管的使用寿命。

1990年美国PE公司推出第一台横向加热平台石墨炉的原子吸收分光光度计PE-4l00zL(图3-22)，并很快被广大科技工作者所接受。

图3：美国PF-4100ZL横向加热石墨炉

AAS横向加热石墨炉独特优势

横向加热石播炉的优点很多，具有纵向加热方式无可比拟的优点。横向加热石墨炉具有以下八大优点：

1. 特别适合对复杂基体的样品进行痕量和超痕量分析（因为抗干扰性好）。
2. 横向加热石墨管，使得沿光束方向的石墨管温度严格均勻一致。
3. 可显著地降低基体效应和消除记忆效应。
4. 可消除常见的峰拖尾。
5. 可避免纵向加热石墨管引起的灵敏度损失和污染干扰等现象。
6. 原子化温度低。横向加热石墨炉所需要的原子化温度低，这是一个很重要的优点。要得到相同的原子化效果，往往横向加热石墨管所需要的温度比纵向加热石墨管要低很多，有时（不同的仪器、不同的样品、不同的仪器条件）甚至要低800℃左右。
7. 可降低对炉体的要求，延长炉体的寿命（因为温度低）。
8. 温度梯度小„溫度禅度小是最重要、最关键的优点。横向加热时，石墨管的中心和两端温度差150℃;纵向加热时，石墨管的中心和两端温度差500℃。若横向加热时，石墨管中心的原子化温逢为2650℃，则石墨管两端的原子化温度为2500℃，而纵向加热时，若要石墨管两端的原子化温度为2500℃，则中心的原子温度为3000℃。这就说明横向加热石墨管的原子化温度为2650℃，相当纵向加热石墨管原子化温度的3000℃。因此，横向加热石墨炉，可保证加热的均匀性，有利于提高原子化器效率、提高稳定性，以及提高可靠性。特别是对纵向加热石墨管很难分析测试的难熔难测的高温元素、本底很复杂的微量样品（如稀土元素、从人工合成或从动植物中提取的生命物质、中药等）的分析测试，横向加热石墨管非常适合。