Miniature plasma DBD atomizer for AAS and AFS

Abstract

Cílem práce bylo zkonstruovat pět nových uspořádání plazmových atomizátorů s dielektrickou bariérou (DBD) a optimalizovat je pro atomizaci hydridu arsenu jako analytu. Jednotlivé konstrukce se vzájemně lišily tvarem a plochou elektrod i způsobem jejich upevnění. Jako srovnávací atomizátory byly použity vyhřívaný křemenný atomizátor a jedna konstrukce DBD atomizátoru s lepenými elektrodami. Všechny testované atomizátory včetně srovnávacích jsou kompatibilní s atomovou absorpční spektrometrií (AAS) jako detektorem a jsou v nich za optimálních podmínek dosahovány shodné hodnoty citlivosti (0,44 s ng-1 As) a detekčního limitu 0,2 ng ml-1 As. Optimální podmínky atomizace se však mezi různými DBD konstrukcemi výrazně liší a závisí hlavně na způsobu uchycení elektrod. Konstrukce s lepenými elektrodami vyžaduje budicí napětí 14 kV pro dosažení maximální citlivosti pro arsen, zatímco pro konstrukci s naprašovanými elektrodami postačuje napětí 8,5 kV. Vybrané konstrukce DBD atomizátorů jsou kompatibilní s dalšími spektrometrickými detektory jako je atomová fluorescenční spektrometrie (AFS), kde je dosahováno detekčního limitu 0,05 ng ml-1 As a atomová emisní spektrometrie (AES) s detekčním limitem 30 ng ml-1 As. Tyto výsledky ukazují univerzálnost nových konstrukcí DBD atomizátorů. Klíčová slova Atomová...

Five designs of dielectric barrier discharge (DBD) atomizers have been constructed and optimized employing arsane as a model analyte. The individual DBD designs differed from each other in the style of electrode attachment, electrode shape and area. An externally heated quartz tube atomizer and another DBD atomizer design that have been studied before were used as reference. All the atomizer designs studied including the reference atomizers were found compatible with detection by atomic absorption spectrometry (AAS) giving comparable sensitivity of 0.44 s ng-1 As and detection limit around 0.2 ng ml-1 As under optimum atomization conditions. However, significant differences in optimum operation conditions were found among the DBD designs in terms of the applied voltage depending strongly on the style of electrode attachment. The design with metal strip electrodes glued to a quartz body requires more than 14 kV to be operated. The design with sputtered electrodes of the same shape can reach the same sensitivity with 8.5 kV. Selected DBD designs have been proven to be compatible also with other spectrometric detectors such as atomic fluorescence spectrometry (AFS) reaching detection limit 0.05 ng ml-1 As or atomic emission spectrometry (AES) with detection limit of 30 ng ml-1 As showing the...