基于激光诱导击穿光谱的土壤重金属污染研究 19600字 维普 15%.docx

沈阳理工大学学士学位论文PAGE\*MERGEFORMAT38摘要现代社会发展飞快，人类的一些活动污染了土壤。一些重金属元素随污水、废材渗入了地下水、空气、土壤中。通过循环最终又回到人体。这会对人体造成很大的伤害。因此，能够快速检测土壤中重金属污染物是很重要的。激光诱导击穿光谱就是一个很好的选择。它可以在线多元素同时检测。现在激光诱导击穿光谱已经在很多领域都有应用。通常情况下，激光诱导击穿光谱（英文简称LIBS）将能细分为两大类别，其中包含单脉冲LIBS，与此同时，还涵盖双脉冲LIBS。在此之中，后者实为当前尤为典型的光谱增强技术之一，不仅含有LIBS的诸多优势，又有效提高LIBS的检测能力。而双脉冲LIBS又包括共线型LIBS、正交再加热型LIBS以及正交预激发型LIBS检测。本文主要使用双脉冲LIBS的方式之一—正交再加热型LIBS，并基于下述方面进行研究：在此实验过程中，致力于构建科学完善的双脉冲LIBS系统，并持续完善两脉冲的空间位置关系以及各项实验参数。首先使用单脉冲检测出土壤中峰最明显的重金属元素—钴。通过MATLAB数据处理后得到在单脉冲LIBS检测下，钴原子的净信号，背景信号以及信背比。随后选用正交再加热型LIBS检测光路来检测钴原子在双脉冲LIBS情况下的净信号，背景信号以及信背比。对比单脉冲和双脉冲LIBS检测得到的数据后发现，双脉冲LIBS检测出的Co原子波形比较符合高斯分布。在双脉冲LIBS检测中，Co原子的净信号是单脉冲LIBS检测净信号的1.9倍。在双脉冲LIBS检测中，Co原子的信背比是单脉冲LIBS检测净信号的1.4倍。因此，双脉冲LIBS检测获得的结果要比单脉冲LIBS检测更加优越。关键词：LIBS；重金属；土壤；光谱；双脉冲；目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc11148152"摘要PAGEREF_Toc11148152\h1HYPERLINK\l"_Toc11148153"1.1引言PAGEREF_Toc11148153\h1HYPERLINK\l"_Toc11148154"1.2激光诱导击穿光谱简介PAGEREF_Toc11148154\h3HYPERLINK\l"_Toc11148155"1.3单脉冲和双脉冲LIBS技术PAGEREF_Toc11148155\h3HYPERLINK\l"_Toc11148156"1.3.1三种常见的双脉冲LIBS方案PAGEREF_Toc11148156\h6HYPERLINK\l"_Toc11148157"1.4其他类型的LIBS检测简介PAGEREF_Toc11148157\h7HYPERLINK\l"_Toc11148158"2双脉冲激光进行LIBS检测的设备及原理方法PAGEREF_Toc11148158\h9HYPERLINK\l"_Toc11148159"2.1实验设备简介PAGEREF_Toc11148159\h9HYPERLINK\l"_Toc11148160"2.2实验原理PAGEREF_Toc11148160\h11HYPERLINK\l"_Toc11148161"2.2.1等离子体的基本性质PAGEREF_Toc11148161\h11HYPERLINK\l"_Toc11148162"2.2.2布线轮廓及谱线展宽PAGEREF_Toc11148162\h14HYPERLINK\l"_Toc11148163"2.3样品的定性及定量分析PAGEREF_Toc11148163\h15HYPERLINK\l"_Toc11148164"2.3.1LIBS的定性分析PAGEREF_Toc11148164\h16HYPERLINK\l"_Toc11148165"2.3.2LIBS定量分析PAGEREF_Toc11148165\h16HYPERLINK\l"_Toc11148166"3实验过程介绍PAGEREF_Toc11148166\h19HYPERLINK\l"_Toc11148167"3.1实验光路PAGER