李乘:水溶液中多种微量金属元素的激光诱导击穿光谱动力学研究论文

李乘:水溶液中多种微量金属元素的激光诱导击穿光谱动力学研究论文

本文主要研究内容

作者李乘(2019)在《水溶液中多种微量金属元素的激光诱导击穿光谱动力学研究》一文中研究指出:激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS),是一种新兴的光谱分析方法,相对于传统的光谱检测方法,它不需要对样品进行复杂的预处理,具有实时、快速、在线、遥感、对样品破坏性小、多元素同时分析等独特优点,已广泛应用于众多领域。然而将该技术直接应用于水溶液成分检测时存在灵敏度和精确度不高,并且实验结果往往会受到基体效应的影响等问题,因此液相领域的LIBS技术仍处于发展阶段。针对上述问题,本论文采用液体射流技术,以混合水溶液中Cr、Mn、Pb、Cd、Ca、Al、Co等七种金属元素已选定的分析线为研究对象,优化了关键实验参数,在激光等离子体满足局部热平衡和光学薄条件下,对其动力学特征进行了系统研究,并且从等离子体特性出发,建立了能够克服基体效应的定量分析方法。具体研究内容如下:激光诱导等离子体的形成和演化动力学。从前人的工作中判断出激光脉冲能量、ICCD延时和流速是影响等离子体形成和演化动力学的关键实验参数,根据光谱强度变化趋势和信噪比最大原则,确定了以上三个参数在最优化实验条件下的结果分别为50 mJ、2.0?s和40mL/min。在最优化实验参数条件下,对等离子体的特性进行了深入研究,得到其电子温度为4393 K,电子密度为1.5×10122 cm-3。在此基础上验证了在特定时间窗口下的等离子体是满足局部热平衡和光学薄条件的。随后,利用相同的方法,根据实验测定的各元素发射谱线的积分强度和时间分辨的等离子体成像信息,分别得到了等离子体电子温度、电子密度随激光脉冲能量、ICCD延时、液体样品流速等关键实验参数的变化趋势,这为液相LIBS领域的动力学研究提供了重要的参考价值。建立了一套能够克服基体效应的微量金属元素定量分析方法。从等离子体特性出发,对自由定标法进行了改进,并运用Matlab对其编程。利用已计算出的电子温度、电子密度和相同元素和不同元素相邻级次电离态的粒子密度比值,来确定各元素的绝对浓度。结果显示其实验值与计算值吻合度较好,对样品溶液中含量较大的分析元素,相对误差均小于5%。随后对基体效应方面进行了验证,将Mn、Al看为基体,浓度放大到原来的几十倍,来检测Cr的绝对含量,结果显示两次得到的Cr的含量基本相同,证明该定量分析方法能够克服基体效应,是一种行之有效的无标样液体检测方法,使其应用于工业废水中微量重金属元素的快速、在线分析成为可能。

Abstract

ji guang you dao ji chuan guang pu ji shu (Laser-induced breakdown spectroscopy,jian chen LIBS),shi yi chong xin xing de guang pu fen xi fang fa ,xiang dui yu chuan tong de guang pu jian ce fang fa ,ta bu xu yao dui yang pin jin hang fu za de yu chu li ,ju you shi shi 、kuai su 、zai xian 、yao gan 、dui yang pin po huai xing xiao 、duo yuan su tong shi fen xi deng du te you dian ,yi an fan ying yong yu zhong duo ling yu 。ran er jiang gai ji shu zhi jie ying yong yu shui rong ye cheng fen jian ce shi cun zai ling min du he jing que du bu gao ,bing ju shi yan jie guo wang wang hui shou dao ji ti xiao ying de ying xiang deng wen ti ,yin ci ye xiang ling yu de LIBSji shu reng chu yu fa zhan jie duan 。zhen dui shang shu wen ti ,ben lun wen cai yong ye ti she liu ji shu ,yi hun ge shui rong ye zhong Cr、Mn、Pb、Cd、Ca、Al、Codeng qi chong jin shu yuan su yi shua ding de fen xi xian wei yan jiu dui xiang ,you hua le guan jian shi yan can shu ,zai ji guang deng li zi ti man zu ju bu re ping heng he guang xue bao tiao jian xia ,dui ji dong li xue te zheng jin hang le ji tong yan jiu ,bing ju cong deng li zi ti te xing chu fa ,jian li le neng gou ke fu ji ti xiao ying de ding liang fen xi fang fa 。ju ti yan jiu nei rong ru xia :ji guang you dao deng li zi ti de xing cheng he yan hua dong li xue 。cong qian ren de gong zuo zhong pan duan chu ji guang mai chong neng liang 、ICCDyan shi he liu su shi ying xiang deng li zi ti xing cheng he yan hua dong li xue de guan jian shi yan can shu ,gen ju guang pu jiang du bian hua qu shi he xin zao bi zui da yuan ze ,que ding le yi shang san ge can shu zai zui you hua shi yan tiao jian xia de jie guo fen bie wei 50 mJ、2.0?she 40mL/min。zai zui you hua shi yan can shu tiao jian xia ,dui deng li zi ti de te xing jin hang le shen ru yan jiu ,de dao ji dian zi wen du wei 4393 K,dian zi mi du wei 1.5×10122 cm-3。zai ci ji chu shang yan zheng le zai te ding shi jian chuang kou xia de deng li zi ti shi man zu ju bu re ping heng he guang xue bao tiao jian de 。sui hou ,li yong xiang tong de fang fa ,gen ju shi yan ce ding de ge yuan su fa she pu xian de ji fen jiang du he shi jian fen bian de deng li zi ti cheng xiang xin xi ,fen bie de dao le deng li zi ti dian zi wen du 、dian zi mi du sui ji guang mai chong neng liang 、ICCDyan shi 、ye ti yang pin liu su deng guan jian shi yan can shu de bian hua qu shi ,zhe wei ye xiang LIBSling yu de dong li xue yan jiu di gong le chong yao de can kao jia zhi 。jian li le yi tao neng gou ke fu ji ti xiao ying de wei liang jin shu yuan su ding liang fen xi fang fa 。cong deng li zi ti te xing chu fa ,dui zi you ding biao fa jin hang le gai jin ,bing yun yong Matlabdui ji bian cheng 。li yong yi ji suan chu de dian zi wen du 、dian zi mi du he xiang tong yuan su he bu tong yuan su xiang lin ji ci dian li tai de li zi mi du bi zhi ,lai que ding ge yuan su de jue dui nong du 。jie guo xian shi ji shi yan zhi yu ji suan zhi wen ge du jiao hao ,dui yang pin rong ye zhong han liang jiao da de fen xi yuan su ,xiang dui wu cha jun xiao yu 5%。sui hou dui ji ti xiao ying fang mian jin hang le yan zheng ,jiang Mn、Alkan wei ji ti ,nong du fang da dao yuan lai de ji shi bei ,lai jian ce Crde jue dui han liang ,jie guo xian shi liang ci de dao de Crde han liang ji ben xiang tong ,zheng ming gai ding liang fen xi fang fa neng gou ke fu ji ti xiao ying ,shi yi chong hang zhi you xiao de mo biao yang ye ti jian ce fang fa ,shi ji ying yong yu gong ye fei shui zhong wei liang chong jin shu yuan su de kuai su 、zai xian fen xi cheng wei ke neng 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自安徽师范大学的李乘,发表于刊物安徽师范大学2019-10-28论文,是一篇关于激光诱导击穿光谱论文,液相基质论文,微量金属元素论文,参数优化论文,等离子体特性论文,自由定标定量分析方法论文,安徽师范大学2019-10-28论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自安徽师范大学2019-10-28论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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