[发明专利]一种基于大气压冷等离子体诱导液体产生化学蒸气的方法

说明书

技术领域

本发明属于仪器分析技术领域，涉及一种基于大气压冷等离子体诱导液体产生化学蒸气的方法。

背景技术

大气压冷等离子体是一类由自由电子、正负离子以及中性分子组成的电中性的物质状态。冷等离子体具有的温度属于低温范围，但因其具有活性反应成分和电磁电流特性，常被作为激发源和反应介质。作为反应介质的优点是通过装置类型、气体种类、和反应元素特性可以使样品溶液发生基于等离子体化学原理的反应，实现各种化学蒸气的发生，这个过程通常被应用于废气的处理，在分析化学领域应用较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于大气压冷等离子体诱导液体产生化学蒸气的方法。

本发明要求保护冷等离子体在元素分析中的应用。

本发明还要求保护产生化学蒸气的方法。该方法包括如下步骤：将冷等离子体与待测溶液进行反应，即得到所述化学蒸气。

本发明同样要求保护一种元素分析的方法。该方法包括如下步骤：按照前述方法产生化学蒸气后，利用载气吹扫所述化学蒸气进入元素分析仪器进行检测，检测完毕即完成所述元素分析。

上述应用或方法中，所述冷等离子体由放电气体进行放电产生。

所述放电气体由介质气体和反应气体组成。

其中，所述介质气体选自氦气、氩气、氖气、空气和氮气中的至少一种。

所述反应气体选自氢气、甲烷和氨气中的至少一种。

所述放电在直流电场或交流电场中进行；

放电的方式为电晕放电、辉光放电或介质阻挡放电。

所述介质气体的流速为100mL/min～1000mL/min，具体可为200mL/min、400mL/min或500mL/min；

所述反应气体的流速为100mL/min～1000mL/min，具体可为50mL/min、100mL/min或200mL/min；

放电装置的类型为平板型、筒型或针板型。

放电的电极为金属电极或非金属电极；所述金属电极具体为铜棒、铜线、铜箔、铝箔、铁棒、铁丝、金丝或银丝；所述非金属电极具体为石墨、导电陶瓷、固体解质、混合导体、超导陶瓷或导电高分子材料；

放电电极类型为双电极或单电极；

在直流电场中进行时，直流电电压为1000V～5000V；

在交流电场中进行时，交流电场的放电功率为1W～100W，具体可为10W。

放电过程所需材质为有机玻璃、石英玻璃、玻璃、陶瓷或聚四氟乙烯塑料。

所述待测样品溶液的状态为雾状、液膜状或液滴状；

所述雾状的雾化形式为微量雾化或超声雾化；微量雾化可由毛细管微量雾化器获得；超声雾化可由压电陶瓷片获得；

所述液膜状为平板液膜；平板液膜可由倾斜玻璃板获得。

所述液滴状为针状液滴。

所述载气为氦气、氩气、氮气或空气；

所述载气的流速为50mL/min～1000mL/min。

在所述放电步骤之前，在放电容器的内壁涂覆或填充催化剂；

涂覆的所述催化剂具体为甲酸、乙酸、KBH₄、NaBH₄或LiAlH₄；

填充的所述催化剂具体为表面含有甲酸、乙酸、KBH₄、NaBH₄或LiAlH₄的硅胶颗粒或纤维素颗粒。

通过在放电器内壁涂覆或填充催化剂，催化在冷等离子体中发生化学反应的同时减少反应物在器壁的吸附，提高化学蒸气的反应效率和传输效率，从而达到更低的检出限。

所述元素分析中，待测元素为在大气压冷等离子体中能生成化学蒸气的元素；

具体选自As(砷)、Sb(锑)、Bi(铋)、Pb(铅)、Sn(锡)、Se(硒)、Ge(锗)、Te(碲)、Cd(镉)、Hg(汞)，Au(金)、Ag(银)Cu(铜)、Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)、Cr(铬)和Zn(锌)中的至少一种。

该方法可通过改变放电气体种类得到不同元素的化学蒸气。

所述元素分析仪器具体可为原子荧光光谱仪、原子吸收光谱仪、原子发射光谱仪或电感耦合等离子体质谱仪。