انواع کوانتومتر در صنایع و آزمایشگاه ها

در برخی صنایع مانند متالوژی، داروسازی، پتروشیمی و محیط زیست به تحلیل و آنالیز عناصر شیمیایی نیاز است. یکی از دستگاه های کاربردی برای آنالیز عناصر کوانتومتر یا اسپیکترومتر (تحلیل گر کمی) می باشد. از طریق این دستگاه می توانید نسبت به اندازه گیری میزان، غلظت و ترکیب عناصر در مواد اقدام کنید. کاربرد اصلی کوانتومتر در صنایع و آزمایشگاه ها می باشد و این دستگاه دارای انواع مختلف مانند XRF، ICP-OES، AAS، FTIR و … است و ما در این مقاله به انواع کوانتومتر اشاره خواهیم کرد.

انواع کوانتومتر کدامند؟

همانطور که ذکر شد از دستگاه کوانتومتر در صنایع مختلف استفاده می شود. همچنین این دستگاه در آزمایشگاه ها نیز کاربرد زیادی دارد. با توجه به فناوری و روش کار، انواع کوانتومتر را می توان نام برد. شرکت های مختلف مانند جیبو jiebo انواع دستگاه کوانتومتر را برای کاربرد های مختلف به صنایع ارائه کرده اند. ما در شرکت ” کیمیا کاوان تجهیز” نیز به عنوان نمایندگی jiebo در ایران فعال هستیم. در ادامه به انواع کوانتومتر اشاره خواهیم کرد:

1. کوانتومتر XRF

یک دستگاه پر کاربرد در صنایع مختلف برای تحلیل عناصر، کوانتومتر فلورانس اشعه ایکس XRF می باشد. همانطور که از نام این دستگاه مشخص است برای اندازه گیری ترکیبات عناصر در مواد از اشعه ایکس استفاده می شود. در واقع از طریق این دستگاه آنالیز عناصر، نمونه مورد نظر از طریق تابش اشعه ایکس بررسی می شود. از طریق اثر فلورانس، تابش خاصی توسط عناصر موجود در نمونه مورد نظر انتشار پیدا می کنند. شناسایی تابش از طریق آشکارساز انجام می شود و در نتیجه نوع و مقدار عناصر تعیین می شوند. با خرید دستگاه XRF می توان از مزایای آن در صنایع مختلف بهره مند شد.

می توان گفت که در انواع کوانتومتر، XRF کاربرد زیادی دارد. در این خصوص اغلب مواردی مانند تفاوت کوانتومتری و xrf مطرح می شود. اصلی ترین کاربرد دستگاه کوانتومتر XRF برای آنالیز مواد جامد و پودری می باشد و در صنایع زیر به کار می رود:

• صنایع معدنی
• برای بازیافت
• در راستای تحقیق و توسعه

مزایای کوانتومتر XRF

از مزایای کوانتومتر XRF را می توان به امکان آنالیز غیر مخرب مواد و عدم نیاز به آماده سازی اولیه نمونه اشاره کرد. همچنین این دستگاه در مقایسه با دیگر دستگاه های کوانتومتر دارای حساسیت کم تری است. ما در شرکت کیمیا کاوان بیشتر انواع کوانتومتر را ارائه می کنیم.

2. کوانتومتر OES

از دیگر انواع دستگاه های کوانتومتر، مدل OES است. کوانتومتر OES در دسته بندی دستگاه های انتشار نوری قرار می گیرد. روند کار این دستگاه به گونه ای می باشد که ابتدا باید نمونه به حالت گاز تبدیل شود. بعد از آن باید نمونه مورد نظر از طریق قوس حرارتی یا الکتریکی تحریک شود. در این نوع دستگاه نیز نمونه مورد نظر تابش خاصی از خود منتشر می کند. در این حالت باید تابش مورد نظر از طریق طیف سنج مورد آنالیز قرار بگیرد. کوانتومتر OES برای آنالیز برخی از عناصر کاربرد بیشتری دارد:

• فولاد
• آلومینیوم
• آلیاژ های مناسب

مزایای کوانتومتر OES

باید گفت که یکی از اصلی ترین مزایای کوانتومتر OES، امکان آنالیز هم زمان عناصر مختلف در یک آزمایش است. بدیهی است که این موضوع می توان موجب شود که مدت زمان تحلیل، کاهش پیدا کند. از دیگر مزایای این دستگاه آنالیز عناصر می توان به میزان انعطاف پذیری بالای آن اشاره کرد. از کوانتومتر OES می توان به منظور آنالیز انواع مواد به صورت جامد، مایع و گاز استفاده کرد.

3. کوانتومتر AAS

در ادامه بحث انواع کوانتومتر باید در رابطه با دستگاه AAS نیز مطالبی را ذکر کنیم. کوانتومتر AAS جذب اتمی کاربرد زیادی در اندازه گیری میزان غلظت عناصر در مواد مایع دارد. بدین منظور باید نمونه به بخار تبدیل شود و سپس از یک منبع جذب رد شود. در این هنگام تابش نور از یک منبع خاص موجب تحریک عناصر در نمونه مایع می شود. این روند موجب می شود که جذب نور خاصی را در این حالت شاهد باشیم.

در این رابطه باید گفت که غلظت عنصر موجود در نمونه می تواند در ارتباط مستقیم با میزان جذب نور باشد. بر همین اساس نیز میزان دقت آنالیز و تحلیل عناصر نیز بیشتر می شود. کاربرد کوانتومتر AAS در موارد زیر می باشد:

• آزمایشگاه ها
• صنایع مختلف (در مواردی که نیاز به اندازه گیری غلظت کم وجود دارد مانند بررسی آلودگی هوا)

4. کوانتومتر FTIR

یکی دیگر از انواع کوانتومتر، مدل FTIR است که کاربرد های مختلفی دارد. کوانتومتر FTIR اسپکتروسکوپی مادون قرمز برای آنالیز ترکیبات شیمیایی و مواردی مانند ساختار مولکولی مواد کاربرد دارد. روند کار این دستگاه به گونه ای است که اشعه مادون قرمز موجب جذب از طریق پیوند شیمیایی مولکول می شود. از طریق ایجاد تغییر در میزان جذب تابش می توان به مواردی مانند ساختار ترکیب مورد نظر و درک ماهیت کلی آن پی برد.

در رابطه با کوانتومتر FTIR باید گفت که این دستگاه به منظور شناسایی ترکیبات شیمیایی کاربرد دارد و نقش مستقیمی در آنالیز عناصر ندارد. در واقع FTIR مکملی در کنار دیگر دستگاه های کوانتومتر در نظر گرفته می شود. شناسایی گروه های functional از طریق FTIR امکان پذیر است.

5. کوانتومتر LIBS

اگر به دنبال یک دستگاه کوانتومتر نوآورانه هستید، می توان از مدل LIBS نام برد. کوانتومتر LIBS اسپکتروسکوپی لیزر همانطور که از نامش پیداست از طریق لیزر پرقدرت عمل می کند. می توان گفت که از طریق لیزر در این دستگاه نسبت به آنالیز نمونه های جامد، مایع و گاز اقدام می شود. عملکرد LIBS به گونه ای است که با استفاده از لیزر روی نمونه برش ایجاد می شود و از این طریق از عناصر تابش تولید می شود. بعد از ایجاد تابش باید این اشعه ها توسط دستگاه طیف سنج تجزیه و تحلیل شوند.

مزایای کوانتومتر LIBS

هر کدام از دستگاه های کوانتومتر دارای مزایای متعددی هستند. در خصوص مزایای LIBS می توان به امکان تجزیه و آنالیز عناصر در غلظت پایین اشاره کرد. همچنین این دستگاه آنالیز عناصر را در مدت زمان کوتاه انجام می دهد که این مورد می تواند موجب صرفه جویی در زمان شود.

6. کوانتومتر ICP- OES

در ادامه مبحث انواع کوانتومتر باید به ICP- OES نیز اشاره شود. دستگاه کوانتومتر ICP- OES برای کمیت سنجی کاربرد فراوانی دارد. روند کار ICP- OES به گونه ای است که عناصر شیمیایی با دقت بالا در یک میدان الکتریکی و الاقای پلاسمای جفت شده آنالیز می شوند. بدین منظور باید نمونه ماده مورد نظر به صورت مایع درآید و به منطقه پلاسما وارد شود. بدیهی است که در این صورت عناصر با قدرت و انرژی بالا تحریک خواهند شد و منجر به تابش خاص می شوند. از طریق طیف سنج می توان این تابش ها را شناسایی کرد. کاربرد اصلی کوانتومتر ICP- OES عبارت است از:

• داروسازی
• صنایع شیمیایی
• محیط زیست

مزایای کوانتومتر ICP- OES

می توان گفت که کوانتومتر ICP- OES گران تر از سایر دستگاه ها می باشد و این موضوع مرتبط به دقت بالای آن است. در واقع از این دستگاه می توان به دلیل دقت بالا برای اندازه گیری غلظت های پایین عنصر مورد نظر، اقدام کرد. همچنین ICP- OES می تواند به صورت همزمان نیز عناصر مختلف را آنالیز کند.

کلام آخر

برای آنالیز عناصر می توان از انواع کوانتومتر استفاده کرد. ما در این مطلب به دستگاه های مختلف موجود در بازار اشاره کردیم. انواع OES، ICP-OES، AAS، XRF، FTIR و LIBS هر کدام در صنایع مختلف کاربرد دارند. این دستگاه ها در آزمایشگاه ها نیز برای تحلیل مواد به کار می روند.