レーザーブレイクダウン分光法による水中微粒子成分迅速測定装置の開発

激光击穿光谱法水中细颗粒成分快速测定装置的研制

• 批准号: 07555566
• 负责人: 伊藤 義郎
• 金额: --
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07555566/
• 关键词: レーザー; ブレイクダウン; プラズマ; 発光分析; 微粒子; 多成分分析

本研究は、レーザー誘起ブレイクダウン分光法(LIBS)を応用して、多元素を同時に迅速に定量する方法の開発目的とした。これは、高強度のレーザー光パルスを試料水に集光することによって、レーザー誘起ブレイクダウンを生じさせ、その際発生するプラズマからの発光スペクトルを測定、微粒子を構成する元素特有の発光線の強度から、その濃度を求めるものである。検出限界濃度を下げるには、2つのレーザーパルスを連続して照射する方法が有効である。そこで2つのレーザーパルスを連続して照射するLIBS測定システムを開発し、測定条件の最適化を図るとともに、検出限界濃度を下げるうえでの有効性を検証した。レーザー照射部を特殊なノズル状とすること、およびスペクトルの測定をレーザー光パルスとタイミングをずらして行うことにより、懸濁鉄濃度を20ppb以下まで定量することに成功した。この測定に要した時間は我々の用いたシステムでは、100秒であった。本方法の特色は、微粒子状かつ極微量の懸濁物質の定量を多成分同時に行えるところにある。微粒子状の物質の定量は通常は困難であり、酸などで溶解しイオンとするといった前処理を施してから、一般の微量分析法(原子吸光法、比色分析法など)で定量する方法がとられている。しかしこのような方法は分析に時間がかかるため、on-line化は困難であり、迅速なモニタリングの方法が必要とされていた。我々は、鉄とシリカの同時定量を試み、それぞれを独立に定量することが可能であることを検証した。検出限界はシリカではppmオーダーであった。

这项研究旨在开发一种使用激光诱导的分解光谱（LIBS）快速量化多个元素的方法。这是因为高强度激光脉冲集中在样品水上，导致激光诱导的分解，并测量由血浆产生的发射光谱，并测量光的浓度，并根据构成细粒子的元素所特有的发射线的强度确定。为了降低检测极限浓度，一种连续照射两个激光脉冲的方法是有效的。因此，我们开发了一个LIBS测量系统，该系统连续辐射两种激光脉冲，旨在优化测量条件并验证其在降低检测极限浓度方面的有效性。通过使激光辐照截面变成特殊的喷嘴形状，并通过从激光光脉冲转移的时序测量光谱，成功地确定悬浮铁的浓度低于20 ppb。对于我们使用的系统，此测量所需的时间为100秒。该方法的特征是可以同时量化细颗粒和极少量的悬浮物。定量确定细颗粒物通常是困难的，并且一种方法用于执行预处理，例如用酸或类似形成离子，然后使用一般痕量分析方法（原子吸收光谱，色素分析等）对其进行量化。但是，由于这种方法需要时间进行分析，因此很难将其转变为在线系统，并且需要快速监视的方法。我们试图同时量化铁和二氧化硅，并测试了可以单独量化的铁和二氧化硅。检测限在二氧化硅的PPM阶。