Современные методы идентификации атомов, молекул и аэрозолей в различных объектах

Работа посвящена развитию высокочувствительных методов лазерной аналитической спектроскопии. Лазерная резонансно-ионизационная спектроскопия в вакууме использована для изучения распределения примесей натрия и кальция в алюминиевых пробах. С помощью атомно-ионизационной спектроскопии с различными атомизаторами атмосферного давления (пламя, графитовая печь, система «стержень – пламя») провели определение Au, Pt, Fe, Co, Ni, Ag, Mn, Cr, Yb, In, Li, Na, Cs, Al в образцах ацетона, фосфорной кислоты, фторидов натрия и аммония, арсенида галлия, кремния, нитрата серебра, горных пород, речной и питьевой воды. Изучены механизмы ионизации определяемых элементов в зависимости от используемых схем возбуждения, что позволило повысить чувствительность и селективность определения. Установлено, что в графитовой печи преобладает столкновительная ионизация, однако при возбуждении атомов Au, Ag и Yb в автоионизационные состояния доминирующим процессом становится фотоионизация. Изучено распределение по размерам частиц аэрозолей, образующихся при действии мощного лазерного излучения на поверхность твердой пробы. Установлена зависимость абсолютной концентрации частиц аэрозоля от их размера. Показано, что максимальное число частиц наблюдается для каждого аэрозоля при определенном их диаметре. Методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии измерены коэффициенты и эффективности экстинкции аэрозолей.

1. . Fedosseev V. N., Kudryavtsev Yu., Mishin V. I. Resonance laser ionization of atoms for nuclear physics / Phys. Scr. 2012. Vol. 85. N 5. 058104. DOI: 10.1088/0031-8949/85/05/058104

2. Balykin V. I. The scientific career of V. S. Letokhov (10 November 1939 – 21 March 2009) / Phys. Scr. 2012. Vol. 85. N 5. 050302. DOI: 10.1088/0031-8949/85/05/050302

3. Турсунов А. Т., Эшкобилов Н. Б., Халманов А. Т. Лазерная спектроскопия ридберговских состояний атома ртути / Оптика и спектроскопия. 1990. Т. 68. № 3. С. 507 – 511.

4. Эшкобилов Н. Б. Лазерная спектроскопия ридберговских состояний атомов II подгруппы (Zn, Cd, Hg) / Журн. прикл. спектроскопии. 2000. Т. 67. ¹ 2. С. 249 – 250.

5. Chekalin N. V., Khalmanov A., Marunkov A. G., et al. Determination of Co, Cr, Mn and Ni traces in fluorine containing materials for optical fibers using laser enhanced ionization techniques with flame and rod-flame atomizers / Spectrochim. Acta, Part B. 1995. Vol. 50. N 8. P. 753 – 761. DOI: 10.1016/0584-8547(94)00168-U

6. Халманов А. Т., Хамраев Х. С. Лазерный атомно-ионизационный спектрометр в пламени / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. Т. 67. № 10. С. 16 – 19.

7. Temirov J. P., Chigarev N. V., Matveev O. I., et al. Dual-wavelength time-resolved resonance ionization imaging with cesium and mercury vapors / Appl. Spectrosc. 2004. Vol. 58. N 8. P. 1020 – 1022.

8. Nadeem A., Haq S. U. Oscillator strength measurements of the 5s5p3P1 → 5snd3D2 Rydberg transitions of cadmium / Spectrochim. Acta, Part B. 2010. Vol. 65. N 9 – 10. P. 842 – 846. DOI: 10.1016/j.sab.2010.07.004

9. Khalmanov A. T., Khamraev Kh. S., Tursunov A. T., Tukhlibaev O. Study of traces of elements on a universal laser photoionization spectrometer / Opt. Spectrosc. 2001. Vol. 90. N 3. P. 344 – 347. DOI: 10.1134/1.1358438

10. Большаков А. А., Ганеев А. А., Немец В. М. Перспективы аналитической атомной спектрометрии / Успехи химии. 2006. Т. 75. № 4. С. 322 – 338.

11. Горбатенко А. А., Воронина Р. Д., Любомирова О. Р., Ревина Е. И. Лазерная молекулярно-ионизационная спектрометрия BaO и LuO в низкотемпературном пламени / Вестн. Моск. ун-та. Серия 2. Химия. 2007. Т. 48. № 5. С. 357 – 360.

12. Зоров Н. Б., Кузяков Ю. Я., Новодворский О. А., Чаплыгин В. И. Оптогальванический эффект в племенах атмосферного давления: в сб. «Химия плазмы». — М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 131 – 163.

13. Khalmanov A. T., Aymatov R., Turdikulov B. Optimization of the ventilation system and gas supply in the process of burning / Theor. Appl. Sci. 2021. Vol. 101. N 9. P. 254 – 258. DOI: 10.15863/TAS.2021.09.101.19

14. Scherer J. J., Paul J. B., O’Keefe. A., Saykally J. Cavity Ringdown Laser Absorption Spectroscopy History, Development, and Application to Pulsed Molecular Beams / Chem. Rev. 1997. Vol. 97. N 1. P. 25 – 52. DOI: 10.1021/cr930048d

15. Bulatov V., Yuheng Chen, Khalmanov A., Schechter I. Absorption and scattering characterization of airborne microparticulates by a cavity ringdown technique / Anal. Boianal. Chem. 2006. Vol. 384. N 1. P. 155 – 160. DOI: 10.1007/s00216-005-0173-8

16. Bulatov V., Khalmanov A., Schechter I. Study of the morphology of a laser-produced aerosol plume by cavity ringdown laser absorption spectroscopy / Anal. Boianal. Chem. 2003. Vol. 375. N 8. P. 1282 – 1286. DOI: 10.1007/s00216-003-1775-7

17. Khalmanov A. Laser spectroscopy of ultra-small concentration of atoms and aerosols in various phase states of substance / Theor. Appl. Sci. 2019. Vol. 75. N 7. P. 225 – 239. DOI: 10.15863/TAS.2019.07.75.38

18. Khalmanov A., Boboev S., Burxonov X. Calculation of a polluting substance released into the atmosphere from asphalt-concrete plants / Theor. Appl. Sci. 2019. Vol. 76. N 8. P. 246 – 249. DOI: 10.15863/TAS.2019.08.76.34

19. Khalmanov A. T., Do-Kyeong Ko, Jongmin Lee, et al. Study of Traces of Au and Ag Atoms by Resonant Laser Stepwise Ionization Spectroscopy / J. Korean Phys. Soc. 2004. Vol. 44. N 40. P. 843 – 848.

20. Халманов А. Т. Исследование и детектирование следов различных аэрозолей методом лазерной абсорбционной спектроскопии внутрирезонаторного затухания / Докл. Акад. наук Республики Узбекистан. 2007. ¹ 2. С. 57 – 60.