激光诱导击穿光谱技术检测水中铜元素：一种痕量检测新方法

"这篇科研论文探讨了利用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对水中铜元素（Cu）进行检测的方法。实验采用Nd:YAG脉冲激光器（波长1064 nm）作为光源，通过高分辨率中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件（CCD）进行光谱分析。在石墨富集条件下，研究人员观察和分析了铜元素的LIBS特性，重点关注铜的324.75 nm特征谱线，以研究其时间衰减行为。实验确定了最佳的延迟测量时间和门宽，分别为1100 ns和2100 ns，以此构建了铜元素的定标曲线，并计算出铜元素的检测限约为0.0672 mg/L。这项研究为快速检测水中的痕量金属元素提供了数据支持和方法参考。" 文章详细解析： 激光诱导击穿光谱（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）是一种非接触、快速的原子光谱分析技术，它利用高能激光在样品上产生等离子体，然后通过光谱分析等离子体发射的光来识别和量化样本中的元素。在这项研究中，研究人员选择 Nd:YAG 激光器作为激发源，该激光器发射的1064 nm 波长激光能有效激发水中的铜元素。通过高分辨率的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件，可以精确地分离和检测到铜的特定谱线，即324.75 nm。 实验中，研究人员发现铜元素的信号随时间呈现衰减趋势，并通过优化延迟测量时间和门宽参数，找到了最佳的信号采集条件，以减少背景噪声并提高信噪比。延迟测量时间是指从激光脉冲激发到开始采集光谱信号之间的时间间隔，而门宽则是指收集光谱信号的时间窗口。这些参数的优化对于准确测量痕量元素至关重要。 此外，研究者还通过测量不同浓度的铜溶液，建立了铜元素的定标曲线，这是定量分析的基础。通过这条曲线，可以将光谱信号转换为相应的浓度值。结果显示，铜元素的检测限达到了0.0672 mg/L，这是一个非常低的水平，表明这种方法对水中的痕量铜元素具有高灵敏度。 这项工作不仅展示了LIBS技术在检测水中重金属元素（如铜）方面的潜力，还为环境监测和水质控制提供了新的工具。通过进一步改进和优化，LIBS技术有可能成为一种现场快速检测水中重金属污染的有效方法，对于防范水污染和保护水资源具有重要意义。