液相射流中Cd元素的激光诱导击穿光谱

摘要

激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy),简称LIBS,是一种将高功率密度脉冲激光聚焦到样品表面产生等离子体,再对等离子体演化过程中发射的原子和离子光谱进行分析研究,从而实现对样品进行定性定量分析的技术。作为一种新型的光谱分析技术,LIBS具有多元素同时快速、实时原位监测、无需对样品进行预处理和对样品破坏小等优点,不仅可用于固体、气体和液体中痕量元素的定量分析,还可以在高温、有毒等传统检测手段难以应用的坏境中工作,因而备受检测技术研究者的广泛关注。
　　随着重工业的快速发展,所排放的工业废水中含有的铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)等重金属对环境污染的程度不断加剧,特别是对江河湖泊水质的破坏益发严重,造成土壤和农作物的严重污染,威胁到人类的身体健康,因此需要发展液相基质中微量重金属元素的实时在线高灵敏度检测技术,LIBS技术由于其自身的独特优势,众多研究者探索将 LIBS技术应用于水体中重金属元素的监测,本论文主要开展液相射流中重金属Cd元素 LIBS技术的实验研究,主要内容如下。
　　第一章介绍了研究背景和意义。第二章阐述了激光诱导击穿光谱技术的特性及其应用。第三章简述了激光诱导击穿光谱技术的理论基础。第四章给出了建立的液体射流 LIBS实验装置和采用的实验研究方案。
　　第五章报道了实验测定的CdCl2水溶液中 Cd元素的单脉冲激光诱导击穿光谱。以提高 LIBS信号的信噪比为目标,研究了单脉冲下的脉冲激光能量、ICCD探测延时、ICCD增益和 ICCD门宽等实验参数对 LIBS信号的影响,并获得了最优化的实验参数,在最优化实验参数下,以 Cd元素361.05nm谱线为分析线,测定了Cd元素的单脉冲 LIBS定标曲线,并得到检测限为57.63ppm。
　　第六章从实验上测定了CdCl2液相射流中 Cd元素的双脉冲激光诱导击穿光谱。以 Cd元素361.05nm谱线为分析线,研究了双脉冲间的相对延时、ICCD探测延时和 ICCD门宽对 LIBS信号的影响,并且在最优实验参数下测定了Cd元素的定标曲线,得到检测限为18.53ppm。实验结果表明,双脉冲 LIBS信号强度和信噪比要明显优于单脉冲 LIBS,Cd元素的双脉冲检测灵敏度比单脉冲提高了3倍,优于已报道的实验测定结果。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景和意义

§1.2 本论文的主要内容

参考文献：

第二章 激光诱导击穿光谱技术的特性与应用

§2.1 激光诱导击穿光谱技术的优势

§2.2 激光诱导击穿光谱技术的局限性

§2.3 激光诱导击穿光谱技术的研究现状

参考文献：

第三章 激光诱导击穿光谱技术的原理

§3.1 激光诱导等离子体的基本性质

§3.2 等离子体形成的微观机理

§3.3 激光等离子体的局部热平衡(LTE)模型

§3.4 激光等离子体的辐射机制

参考文献：

第四章 实验装置与实验方案

§4.1 实验装置

§4.2 实验方案

§4.3 样品配置

第五章 Cd 元素的单脉冲激光诱导击穿光谱

§5.1 引言

§5.2 实验结果分析

§5.3 小结

参考文献

第六章 Cd 元素的双脉冲激光诱导击穿光谱

§6.1 实验结果分析

§6.2 小结

第七章 工作展望与小结

§7.1 论文工作小结

§7.2 工作展望

攻读硕士期间所做的工作

致谢