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武漢光電國家研究中心水體中重金屬檢測研究獲新進(jìn)展

閱讀:769      發(fā)布時間:2019-5-16
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水體重金屬污染嚴(yán)重危害人類身體健康,因此水中重金屬元素檢測意義重大。表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy,SENLIBS)作為一種水體中元素檢測技術(shù),具有快速、高探測靈敏度等優(yōu)勢,具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。現(xiàn)有研究僅對不同襯底的增強(qiáng)效果有進(jìn)行報(bào)道,然而襯底的物理性能對于探測靈敏度的影響尚未見有報(bào)道。
  (a) 表面液固轉(zhuǎn)換 (b) Cr元素光譜圖 (c) Cr元素檢出限與沸點(diǎn)之間相關(guān)性
  為了研究SELIBS技術(shù)中襯底物理性能對于探測靈敏度的影響,武漢光電國家研究中心激光制造技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)LIBS研究小組郭連波副教授及其博士生馬世祥等人采用Zn、Mg、Ni和Si四種襯底,以水體中Cr和Pb兩種重金屬為例,建立了襯底沸點(diǎn)與探測靈敏度之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)襯底沸點(diǎn)越低,光譜強(qiáng)度越強(qiáng),探測靈敏度越好。主要是因?yàn)橐r底沸點(diǎn)越低,燒蝕閾值越小,基板燒蝕量越大,導(dǎo)致等離子體溫度和電子密度越高,終光譜強(qiáng)度增強(qiáng),從而提高了LIBS的探測靈敏度。同時在佳襯底鋅上Cr和Pb的檢測極限分別達(dá)到了1ppb和4ppb,達(dá)到了國家飲用水檢測標(biāo)準(zhǔn)。
  2019年5月13日,該成果以“Determination of trace heavy metal elements in aqueous solution using surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy(使用表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)水中痕量重金屬元素檢測)”為題發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會旗下期刊Optics Express(Vol.7,No.0)上,該項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)基金(61575073)的資助。

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