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火焰原子吸收对K元素激光诱导击穿光谱测量的影响

原文链接：万方

• 作者：

  张志昊,宋蔷,姚强

• 摘要：

  当使用激光诱导击穿光谱技术(L IBS )测量火焰场内碱金属元素时,等离子体内碱金属原子所发出的LIBS信号,会受到等离子体外火焰中基态碱金属原子的吸收,影响测量精度。基于Beer-Lambert定律和CH4-空气火焰场内气态含K物质的热力学平衡原理,建立了火焰场内K元素LIBS信号的原子吸收模型,并分析了实际生物质颗粒燃烧K元素释放浓度范围内,火焰气氛、K元素浓度分布以及总K浓度对火焰原子吸收效率的影响。研究发现,随着O2/C H4的摩尔比值的增加,火焰中热力学平衡状态下K原子占总K的比例从约25%逐步降低,火焰原子吸收效率也从86.8%逐步降低。当O2/C H4的摩尔比值大于2时,火焰尾气中会存在剩余O2,此时火焰内K原子的吸收效率均低于13%。同时,火焰中K元素浓度分布以及总K浓度的合理调整亦对火焰原子吸收效率具有降低作用。在此基础上,提出了创造氧化性气氛、调整K 浓度分布来降低火焰原子吸收效率和提高LIBS测量精度的解决途径。

• 关键词：

  激光诱导击穿光谱 碱金属火焰原子吸收 Beer-Lambert定律 热力学平衡

• 作者单位：

  清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,北京,100084

• 基金项目：

  国家自然科学基金(51076072)；国家重点基础研究发展计划项目(973项目)(2013CB228500)资助。

• 来源期刊：

  应用光学

• 年，卷(期)：

  2014005