化學(xué)發(fā)光定氮儀的工作原理核心是通過化學(xué)反應(yīng)將樣品中的氮元素轉(zhuǎn)化為特定物質(zhì)，再利用其發(fā)光特性實現(xiàn)氮含量的測定，整個過程可拆解為幾個關(guān)鍵步驟，邏輯清晰且易于理解。

樣品引入與燃燒：讓氮 “顯形”

首先，樣品（無論是液體、氣體還是固體，固體需先轉(zhuǎn)化為可進(jìn)樣狀態(tài)）通過進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)入儀器的高溫燃燒爐。在充足氧氣的環(huán)境中，樣品被高溫（通常 800-1200℃）燃燒分解，其中的有機(jī)或無機(jī)氮化合物會發(fā)生氧化反應(yīng)，最終幾乎全部轉(zhuǎn)化為一氧化氮（NO）。這一步的關(guān)鍵是讓原本隱藏在樣品分子中的氮元素，統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為易于檢測的一氧化氮 —— 就像把 “藏起來” 的氮變成了能被后續(xù)步驟 “識別” 的形式。

凈化處理：排除干擾 “雜音”

燃燒產(chǎn)生的氣體除了目標(biāo)物一氧化氮，還會混雜水分、二氧化碳、二氧化硫等雜質(zhì)，這些物質(zhì)可能干擾后續(xù)檢測。因此，氣體需要經(jīng)過凈化系統(tǒng)（如脫水器、吸附劑），除去水分和其他干擾成分，只留下純凈的含一氧化氮的氣體進(jìn)入檢測單元。這一步類似 “過濾”，確保后續(xù)反應(yīng)只針對目標(biāo)物質(zhì)。

化學(xué)發(fā)光反應(yīng)：氮含量的 “信號燈”

凈化后的氣體進(jìn)入反應(yīng)室，在這里，一氧化氮（NO）會與儀器內(nèi)部生成的臭氧（O3）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成激發(fā)態(tài)的二氧化氮（NO2*）。所謂 “激發(fā)態(tài)”，可以理解為分子處于能量較高的不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)這種激發(fā)態(tài)的二氧化氮回到穩(wěn)定的基態(tài)時，會釋放出特定波長的光子（也就是 “發(fā)光”）。

這個發(fā)光過程的強(qiáng)弱（光子數(shù)量）與樣品中氮元素轉(zhuǎn)化出的一氧化氮濃度直接相關(guān) —— 氮含量越高，生成的一氧化氮越多，發(fā)光就越強(qiáng)。

信號捕捉與結(jié)果計算：把光變成數(shù)據(jù)

反應(yīng)中產(chǎn)生的光子會被光學(xué)檢測系統(tǒng)（通常是光電倍增管）捕捉，轉(zhuǎn)化為電信號。儀器的信號處理單元會將電信號的強(qiáng)度與已知氮含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品信號進(jìn)行對比，通過校準(zhǔn)曲線計算出待測樣品中的氮含量，最終以數(shù)字形式呈現(xiàn)結(jié)果。

總結(jié)：原理的核心邏輯

化學(xué)發(fā)光定氮儀的本質(zhì)是 “轉(zhuǎn)化 - 反應(yīng) - 檢測” 的結(jié)合：先將樣品中各種形態(tài)的氮統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為一氧化氮，再利用其與臭氧的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)將氮含量轉(zhuǎn)化為可測量的光信號，最后通過信號強(qiáng)度反推氮的具體含量。這種方法因靈敏度高、準(zhǔn)確性好，廣泛用于石油、化工、環(huán)保等領(lǐng)域中微量氮的測定。