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武汉光电国家研究中心水体中重金属检测研究获新进展

发布时间:2019-05-15 21:31:04  所属类别:行业资讯

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  水体重金属污染严重危害人类身体健康,因此水中重金属元素检测意义重大。表面增强激光诱导击穿光谱技术(surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy,SENLIBS)作为一种水体中元素检测技术,具有快速、高探测灵敏度等优势,具有广泛的实际应用前景。现有研究仅对不同衬底的增强效果有进行报道,然而衬底的物理性能对于探测灵敏度的影响尚未见有报道。

(a) 表面液固转换 (b) Cr元素光谱图 (c) Cr元素检出限与沸点之间相关性

为了研究SELIBS技术中衬底物理性能对于探测灵敏度的影响,武汉光电国家研究中心激光先进制造技术研究团队LIBS研究小组郭连波副教授及其博士生马世祥等人采用Zn、Mg、Ni和Si四种衬底,以水体中Cr和Pb两种重金属为例,建立了衬底沸点与探测灵敏度之间的关系,发现衬底沸点越低,光谱强度越强,探测灵敏度越好。主要是因为衬底沸点越低,烧蚀阈值越小,基板烧蚀量越大,导致等离子体温度和电子密度越高,最终光谱强度增强,从而提高了LIBS的探测灵敏度。同时在最佳衬底锌上Cr和Pb的检测极限分别达到了1ppb和4ppb,达到了国家饮用水检测标准。

2019年5月13日,该成果以“Determination of trace heavy metal elements in aqueous solution using surface-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy(使用表面增强激光诱导击穿光谱技术实现水中痕量重金属元素检测)”为题发表在美国光学学会旗下期刊Optics Express(Vol.7,No.10)上,该项工作得到国家自然科学基金(61575073)的资助。

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