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摘要：本文概述了原子吸收光谱法的内涵，介绍了其分析的特点，对汽油中金属元素测定所用的样品前处理方法和各种原子化技术、联动技术等方面进行了分析和探讨，以供参考。
关键词：原子吸收光谱法；汽油；金属元素；测定
前言
原子吸收光谱法具有准确性高、灵敏度高、选择性高、维修及维护费用低、操作方便快速等优点被人们广泛应用于化工、食品、医药、冶金等领域。近几年汽油中金属元素的原子吸收光谱检测技术得到了迅速发展。
1原子吸收光譜法概述
原子吸收光谱法是上世纪中叶发展起来的一种仪器分析方法。原子吸收光谱的原理是基于物质所产生的原子蒸汽对待测元素特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。
在通常情况下，原子处于基态，当特征辐射光通过原子蒸汽时，基态原子就从辐射中吸收能量由基态跃迁到激发态，通常是第一激发态发生共振吸收，产生原子吸收光谱。根据原子化的方法不同，可分为火焰原子吸收光谱法、氢化物发生法和石墨炉原子吸收光谱法。通过在待测元素的特定和独有的波长下，测量待测试样所产生的原子蒸汽对辐射的吸收值大小，来计算出试样中待测元素的含量。
2原子吸收光谱分析的特点
原子吸收光谱法具有选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高等特点，所以被广泛使用。在原子吸收光谱分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，所以测定的是大部分原子。在使用原子吸收光谱法进行相关元素浓度的测定时容易受到周边环境的影响，因此在使用原子吸收光谱法进行相关元素的测定时需要对测定的条件进行优选，每种元素都有若干条分析线，通常选择其中最灵敏线（共振吸收线）作为吸收线。狭缝宽度对于光谱通带宽度有着直接的影响，此外，狭缝的宽度还会对原子吸收光谱仪中检测器所能接收到的量能产生直接的影响。光谱通带选择原则是以吸收线附近无干扰谱线存在并能够分开最靠近的非共振线。空心阴极灯的发射特征与灯电流有关，对于电流的选择一般选用的是空心阴极灯上标明的最大灯电流50%-65%左右。
3原子吸收光谱法在测定汽油中金属元素的应用
3.1样品前处理方法
（1）灰化法
灰化法是一种常用的金属元素检测的前处理方法。在高温下除去样品中的有机物质后，残渣溶解于酸液中作为上机溶液进行测定。通常，汽油样品先加热炭化至无烟（预炭化），以防止样品高温过热引起金属元素的损失或形成酸不溶化合物，然后再将样品置于高温炉/马弗炉中完全进行灰化，将残渣用酸液溶解后采用AAS法测定。
（2）微波消解法
微波消解法是近年发展起来，适用于处理大批次或热不稳定样品的前处理方法。微波是一种内加热方式，通过微观粒子的极化过程，直接向试样中释放热能，提高了能量的利用率，能快速消解样品。汽油试样置于密闭的消解罐中，大大降低了酸的挥发。消解时，试样与酸液持续作用，消解速度快、速率高。
（3）萃取法
萃取法是根据溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的差异，提取物质的一种简单有效的分离方法，常见的方式包含液液萃取、固液萃取等。该方法仪器设备要求低、操作简单、结果准确，是分析化学中常用的前处理和分离方法之一。汽油中的金属被含碘的有机溶液氧化转化为离子后用酸液萃取进行测定。
（4）微乳化法
乳化法是加入乳化剂使汽油与水溶液形成稳定的乳浊液吸入原子吸收光谱仪后进行分析。合适的乳化剂及其用量是油水混合体系稳定的关键，也是检测汽油中金属元素成功的基础。这种方法能够形成分散均匀的乳化液，可直接导入仪器进行检测，简便快速，避免使用大量的有机溶剂，降低成本，保护环境，并且可以采用水系的标准溶液系列。但是原子吸收光谱仪的吸光度对于体系中的样品、乳化剂等的配比非常敏感，因此，在操作中需要优化各项参数，在保证乳化液稳定性的前提下，得到最好的灵敏度。
（5）稀释或直接进样
Robinson首先利用溶剂稀释法测定汽油中的铅，大大简化了试验操作，节省了人力和物力。但是此方法显示汽油中不同形态的铅的信号强度也不同。Kashiki等采用了碘-MIBK法克服了铅形态对测定结果的影响。后来，在此体系中加入氯化三辛基甲基胺，增加了烷基铅和碘配合物的稳定，提高了测量的灵敏度。随后，这种稀释进样或者直接进样的方法被广泛应用于汽油中金属元素的测定。
3.2原子化技术
（1）火焰原子化法
火焰原子化技术是目前应用广泛的原子化法之一。它一般由雾化器、预混合室、缝型燃烧器及相关的气路组成。雾化室的作用是将试样雾化成直径为微米级的气溶胶。好的雾化室要求喷雾稳定，雾化效率高，形成的气溶胶粒子粒径细且粒径分布范围窄。燃气、助燃气和气溶胶在预混合室内充分混匀，减少其进入火焰时引起的扰动。缝型燃烧器产生层型火焰，使进入火焰的气溶胶脱溶、蒸发和原子化。常用的是单缝燃烧器。火焰原子化法的优点是操作简单、重现性好、噪音和干扰低。但是其缺点是需要连续进样，试样消耗大，只有约10%～15%的试样溶液雾化，样品利用率低，方法灵敏度较低。
（2）电热原子化法
电热原子化法是利用电/火焰加热，将置于不同材料制成的平台上的试样蒸发至原子化。文献报道过石墨、石英、碳棒、钽舟等材料制成的管、炉、丝或片状等原子化器等用于汽油中各种金属元素的测定。该法的优点是试样消耗量少，升温速度快，原子化效率好，灵敏度高，对样品状态要求不高，固体或液体样品均可。但是它也存在一些缺点，例如重现性差、记忆效应和基体影响大、原子化器需要定时更換，维护成本高。
3.3联用技术
原子吸收光谱法测定的结果都是汽油试样中元素的总量，然而，汽油中的元素通常以不同的形态存在。例如，汽油中的铅就是有四乙基铅、三甲基乙基铅、二甲基二乙基铅、甲基三乙基铅、四甲基铅等5种化合物或其混合物组成。采用色谱等联用技术将试样中元素的不同形态逐一分离，然后与原子吸收光谱法联用，可以对试样中元素的形态进行分析。
4结束语
总之，随着人们对汽油质量，尤其是其中金属元素含量的关注，前处理及联用技术的不断发展进步，原子吸收光谱法具有操作简单快捷、维修维护成本低、准确度及精密度好等优点，必将在汽油或其他石化产品检测方面起到更加积极的作用。
关键词：原子吸收光谱法；汽油；金属元素；测定
前言
原子吸收光谱法具有准确性高、灵敏度高、选择性高、维修及维护费用低、操作方便快速等优点被人们广泛应用于化工、食品、医药、冶金等领域。近几年汽油中金属元素的原子吸收光谱检测技术得到了迅速发展。
1原子吸收光譜法概述
原子吸收光谱法是上世纪中叶发展起来的一种仪器分析方法。原子吸收光谱的原理是基于物质所产生的原子蒸汽对待测元素特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。
在通常情况下，原子处于基态，当特征辐射光通过原子蒸汽时，基态原子就从辐射中吸收能量由基态跃迁到激发态，通常是第一激发态发生共振吸收，产生原子吸收光谱。根据原子化的方法不同，可分为火焰原子吸收光谱法、氢化物发生法和石墨炉原子吸收光谱法。通过在待测元素的特定和独有的波长下，测量待测试样所产生的原子蒸汽对辐射的吸收值大小，来计算出试样中待测元素的含量。
2原子吸收光谱分析的特点
原子吸收光谱法具有选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高等特点，所以被广泛使用。在原子吸收光谱分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，所以测定的是大部分原子。在使用原子吸收光谱法进行相关元素浓度的测定时容易受到周边环境的影响，因此在使用原子吸收光谱法进行相关元素的测定时需要对测定的条件进行优选，每种元素都有若干条分析线，通常选择其中最灵敏线（共振吸收线）作为吸收线。狭缝宽度对于光谱通带宽度有着直接的影响，此外，狭缝的宽度还会对原子吸收光谱仪中检测器所能接收到的量能产生直接的影响。光谱通带选择原则是以吸收线附近无干扰谱线存在并能够分开最靠近的非共振线。空心阴极灯的发射特征与灯电流有关，对于电流的选择一般选用的是空心阴极灯上标明的最大灯电流50%-65%左右。
3原子吸收光谱法在测定汽油中金属元素的应用
3.1样品前处理方法
（1）灰化法
灰化法是一种常用的金属元素检测的前处理方法。在高温下除去样品中的有机物质后，残渣溶解于酸液中作为上机溶液进行测定。通常，汽油样品先加热炭化至无烟（预炭化），以防止样品高温过热引起金属元素的损失或形成酸不溶化合物，然后再将样品置于高温炉/马弗炉中完全进行灰化，将残渣用酸液溶解后采用AAS法测定。
（2）微波消解法
微波消解法是近年发展起来，适用于处理大批次或热不稳定样品的前处理方法。微波是一种内加热方式，通过微观粒子的极化过程，直接向试样中释放热能，提高了能量的利用率，能快速消解样品。汽油试样置于密闭的消解罐中，大大降低了酸的挥发。消解时，试样与酸液持续作用，消解速度快、速率高。
（3）萃取法
萃取法是根据溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的差异，提取物质的一种简单有效的分离方法，常见的方式包含液液萃取、固液萃取等。该方法仪器设备要求低、操作简单、结果准确，是分析化学中常用的前处理和分离方法之一。汽油中的金属被含碘的有机溶液氧化转化为离子后用酸液萃取进行测定。
（4）微乳化法
乳化法是加入乳化剂使汽油与水溶液形成稳定的乳浊液吸入原子吸收光谱仪后进行分析。合适的乳化剂及其用量是油水混合体系稳定的关键，也是检测汽油中金属元素成功的基础。这种方法能够形成分散均匀的乳化液，可直接导入仪器进行检测，简便快速，避免使用大量的有机溶剂，降低成本，保护环境，并且可以采用水系的标准溶液系列。但是原子吸收光谱仪的吸光度对于体系中的样品、乳化剂等的配比非常敏感，因此，在操作中需要优化各项参数，在保证乳化液稳定性的前提下，得到最好的灵敏度。
（5）稀释或直接进样
Robinson首先利用溶剂稀释法测定汽油中的铅，大大简化了试验操作，节省了人力和物力。但是此方法显示汽油中不同形态的铅的信号强度也不同。Kashiki等采用了碘-MIBK法克服了铅形态对测定结果的影响。后来，在此体系中加入氯化三辛基甲基胺，增加了烷基铅和碘配合物的稳定，提高了测量的灵敏度。随后，这种稀释进样或者直接进样的方法被广泛应用于汽油中金属元素的测定。
3.2原子化技术
（1）火焰原子化法
火焰原子化技术是目前应用广泛的原子化法之一。它一般由雾化器、预混合室、缝型燃烧器及相关的气路组成。雾化室的作用是将试样雾化成直径为微米级的气溶胶。好的雾化室要求喷雾稳定，雾化效率高，形成的气溶胶粒子粒径细且粒径分布范围窄。燃气、助燃气和气溶胶在预混合室内充分混匀，减少其进入火焰时引起的扰动。缝型燃烧器产生层型火焰，使进入火焰的气溶胶脱溶、蒸发和原子化。常用的是单缝燃烧器。火焰原子化法的优点是操作简单、重现性好、噪音和干扰低。但是其缺点是需要连续进样，试样消耗大，只有约10%～15%的试样溶液雾化，样品利用率低，方法灵敏度较低。
（2）电热原子化法
电热原子化法是利用电/火焰加热，将置于不同材料制成的平台上的试样蒸发至原子化。文献报道过石墨、石英、碳棒、钽舟等材料制成的管、炉、丝或片状等原子化器等用于汽油中各种金属元素的测定。该法的优点是试样消耗量少，升温速度快，原子化效率好，灵敏度高，对样品状态要求不高，固体或液体样品均可。但是它也存在一些缺点，例如重现性差、记忆效应和基体影响大、原子化器需要定时更換，维护成本高。
3.3联用技术
原子吸收光谱法测定的结果都是汽油试样中元素的总量，然而，汽油中的元素通常以不同的形态存在。例如，汽油中的铅就是有四乙基铅、三甲基乙基铅、二甲基二乙基铅、甲基三乙基铅、四甲基铅等5种化合物或其混合物组成。采用色谱等联用技术将试样中元素的不同形态逐一分离，然后与原子吸收光谱法联用，可以对试样中元素的形态进行分析。
4结束语
总之，随着人们对汽油质量，尤其是其中金属元素含量的关注，前处理及联用技术的不断发展进步，原子吸收光谱法具有操作简单快捷、维修维护成本低、准确度及精密度好等优点，必将在汽油或其他石化产品检测方面起到更加积极的作用。