Lasergnistemissionsspektrometri

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 8. januar 2018; checks kræver 7 redigeringer .

Lasergnistemissionsspektrometri ( LIES ) er en af ​​metoderne til spektralanalyse af atomemission , som bruger spektrene for lasernedbrydningsplasma ( lasergnist ) til at analysere faste prøver, væsker, gasformige medier, suspenderet støv og aerosoler. I engelsk litteratur kaldes denne metode Laser-Induced Breakdown Spectroscopy eller Laser-Induced Plasma Spectroscopy ( LIBS eller LIPS ).

Terminologi

I den engelsksprogede litteratur fra begyndelsen af ​​60'erne til slutningen af ​​2000'erne var der ingen etableret betegnelse for navnet på metoden: lasergnistspektroskopi eller laserinduceret gnistspektroskopi, laserinduceret plasmaspektroskopi og laserinduceret nedbrydningsspektroskopi . I slutningen af ​​2000'erne, i processen med at diskutere terminologi, blev laser-induceret nedbrydningsspektroskopi valgt . Dette valg skyldes den mere "gunstige" forkortelse LIBS som søgeord i videnskabelige og offentlige indekseringssystemer (søg på forkortelsen LIPS giver parfumerelaterede resultater). I den russisksprogede litteratur er der stadig ikke noget almindeligt accepteret navn: Laser-gnist-emissionsspektrometri, laser-induceret plasmaspektroskopi , laser-atomisk emissionsspektroskopi.

---

Lasernedbrydning dannes ved at fokusere pulserende laserstråling på prøveoverfladen (eller i et gasvolumen, for eksempel i luft). Processen med at skabe plasma ved laserbestråling af prøveoverfladen kaldes laserablation .

På nuværende tidspunkt udvikler LIBS sig hurtigt på grund af muligheden for at skabe universelle emissionsanalysatorer, der er i stand til at analysere alle typer prøver (inklusive mikroskopiske) for alle elementer på én gang, med fremragende rumlig opløsning over overfladen, desuden uden kontakt, uden at røre ved prøverne selv (fjernobjekter), uden nogen form for -eller prøveforberedelse (i tilfælde af en homogen kemisk sammensætning af materialet), arbejder i realtid i en kompakt bærbar version.

Et meget varmt plasma dannes i en lasergnist (op til 40 tusind kelvin ved en elektrontæthed op til ~ 1018  cm – 3 ). I dette tilfælde har plasmaet fra en fakkel ekstraheret fra helt forskellige prøver ofte lignende egenskaber.

Brugen af ​​femtosekund laserimpulser (kortere end 1000 fs) forenkler i høj grad processen med øjeblikkelig fordampning og ionisering af et stof uden indflydelse af varmeoverførsel over prøvevolumenet og afskærmning af laserstråling af flammeplasmaet, som dannes efter afslutningen af laserpulsen. Disse faktorer forbedrer analysens reproducerbarhed .

Brugen af ​​ultraviolette lasere giver mulighed for bedre effektivitet og reproducerbarhed af laserablation og derfor højere analysenøjagtighed, end det er muligt med mindre komplekse og mere almindelige infrarøde lasere.

I praktiske applikationer forårsager kalibreringsproblemer og uimponerende bestemmelsesgrænser (ca. 10–3  % med en relativ fejl på 5–10 %) de største vanskeligheder. I mange tilfælde forbliver gradueringen kun omtrentlig. I tilfælde af analyse af materialer, der repræsenterer heterogene blandinger af stoffer (f.eks . malme og metallurgiske ladninger ), er besværlig prøveforberedelse nødvendig .

For at reducere grænserne for bestemmelse i LIBS bruges der nogle gange dobbelte laserimpulser. Ideelt set producerer den første korte ultraviolette puls laserekstraktion (en brænder dannes), og den anden, længere infrarøde puls producerer yderligere opvarmning af brænderens plasma.

Lasergnistplasmaet kan ikke kun bruges som en kilde til emissionsspektre, men også som en forstøver -ionisator til massespektrometrisk registrering af ioner. Dette er en anden metode - metoden til lasergnistmassespektrometri (LIMS) eller lasermikromassespektrometri . Time-of-flight massespektrometre bruges normalt i LIMS-metoden , således at lasergnistens pulserende natur kombineres med det pulserede udvalg af ioner.

Se også

Links