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电感耦合等离子体质谱分析方法

发布时间:2022-04-29 16:38:32

㈠ 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法

一、内容概述

固体微区分析技术由于具有测定样品中元素三维变化的能力,在分析科学的发展中一直是处于令人关注的前沿领域。自从Gray等结合等离子体质谱和激光剥蚀进样方法,于1985 年开创了激光剥蚀电感耦合等离子体(LA-ICP-MS:laser ablation inctively coupled plasma mass spectrometry)联用的固体原位微区分析新技术以来,LA-ICP-MS以其原位(insitu)、实时(realtime)、快速、高灵敏度、较好的空间分辨率、多元素同时测定并可提供同位素比值信息等多项技术优势,得到了广泛的认同,特别是在岩石矿物等样品的微区痕量元素分析中有很大的优势。20 多年以来,LA-ICP-MS不仅在地球科学微区技术发展中发挥了重要作用,而且延伸到材料科学、环境科学、海洋科学、生命科学等领域。近年来,高分辨质谱仪技术的普遍应用,激光器从红外向紫外、从纳秒向飞秒的性能方面的不断提升,剥蚀、进样技术的不断改进,使元素检出限、分析精密度等得到很大改善;多接收质谱仪技术的应用使LA-ICP-MS不仅可以进行U-Pb同位素定年,而且可以进行Lu-Hf等同位素体系的分析,分析精密度可与TIMS技术媲美。目前,分馏效应、基体效应和校正研究、包裹体等特殊样品分析、标准物质研制、绿色整体分析技术研究是该技术的热点问题。

二、应用范围及应用实例

(一)纳秒和飞秒激光器基体效应研究

Pécheyran等(2007)通过红外飞秒激光与紫外266 纳秒激光剥蚀 NIST 600 进行检测线定值的结果表明,红外飞秒激光剥蚀时,质谱的检测限比纳秒激光剥蚀时降低了一个数量级。同时,他们通过不同激光剥蚀测定了NIST 612中的41个元素,飞秒激光剥蚀的41个元素的分馏因子都接近1,显示可忽略分馏效应;而纳秒激光对一些元素如Pb、Au、In、Cs 等明显大于1,存在严重的分馏效应。

(二)同位素测年

Poitrasson等(2000)用LA-ICPMS、EMPA、BSE及Raman光谱分析研究了3 个地区3种不同类型热液改造独居石颗粒的年龄及几个不同程度的改造过程。研究包括阴离子交代、随化学组成的变化而产生的由单斜到六方的结构转换、Th的流失、独居石的溶解与凝聚以及在溶解过程中其他矿物的交代等的绿泥石化、绢云母化和云英岩化改造过程。Ballard等(2001)用SHRIMP验证了ELA-ICP-MS测得含矿长英质斑岩的U-Pb同位素年龄结果,结合分析已有的Re-Os及Ar-Ar结果,认为智利北部丘基卡尔塔(Chuquicamata)斑岩铜矿经历了两期火成事件和两期热液活动。

(三)包裹体研究

Halter 等(2002)通过剥蚀整个熔融包裹体及其周围的主岩,将分析信号去卷积后分为主岩和包裹体的信号,量化 ICP-MS相对灵敏度系数的变化和包裹体相对剥蚀速率的变化,使未暴露和化学成分复杂的包裹体分析变得可行。但该方法需要内标来测定主矿和熔融包裹体混合激光剥蚀信号的相对贡献。Zajacz 等在2007 年优化了该方法,避免了使用已知内标元素,而是通过共沉淀矿物相测量熔融包裹体,并模拟下降的一条液相线估计正确的整体组分(correct bulk composition)以得到量化结果。由于许多岩石受岩浆混合的影响,共沉淀主要在含有大量包裹体的共生纹理中(textures)巩固(confirmed),所以该方法在矿物相共沉淀中应用非常成功。由于准分子193纳米激光短波长、均化的激光束非常适合单个石英流体包裹体剥蚀,其与四极杆 ICP-MS 结合是目前最有前途的分析流体包裹体的技术。

三、资料来源

Ballard J R,Palin J M,Williams I S et al.2001.Two ages of porphyry intrusion resolved for the super⁃giant Chuquicamata copper deposit of northern Chile by ELA⁃ICP⁃MS and SHRIMP.Geology,29(5):383~386

Halter W E,Pettke T,Heinrich C A et al.2002.Major to trace element analysis of melt inclusions by laser⁃ablation ICP⁃MS:methods of quantification.Chemical Geology,183(1/4):63~86

Pécheyran C,Cany S,Chabassier P et al.2007.High repetition rate and low energy femtosecond laser ablation coupled to ICPMS detection:a new analytical approach for trace element determination in solid samples.Journal of Physics:Conference Series,59(1):112~117

Poitrasson F,Chenery S,Shepherd T J.2000.Electron microprobe and LA⁃ICP⁃MS study of monazite hydrothermal alteration:Implications for U⁃Th⁃Pb geochronology and nuclear ceramics.Geochimica et Cosmochimica Acta,2000,64:3283~3297

Zajacz Z,Halter W.2007.LA⁃ICPMS analyses of silicate melt inclusions in co⁃precipitated minerals:Quantification,data analysis and miner⁃al/melt partitioning.Geochimica et Cosmochimica Acta,71(4):1021~1040

㈡ 电感耦合等离子体质谱法测定锂、铷、铯

方法提要

试样经氢氟酸、硫酸分解,赶尽硫酸。在(1+99)硝酸介质中,以103Rh作内标,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锂、铷和铯。适用于地质试样中痕量、超痕量锂、铷、铯的测定,试样中测定限(10s)为:锂、铷0.5μg/g,铯0.01μg/g。

仪器

电感耦合等离子体质谱仪。

试剂

氢氟酸。

硫酸。

硝酸。

锂、铷、铯混合标准溶液ρ(B)=20.0ng/mL由锂、铷、铯标准储备溶液(配制方法见53.3.1)混合、稀释配制,介质为(1+99)HNO3

铑内标储备溶液ρ(Rh)=1.00mg/mL称取0.03856g光谱纯氯铑酸铵[(NH4)3RhCl6·1.5H2O],加入10mLHCl和少量氯化钠溶解,用(1+9)HCl稀释至刻度,摇匀。

内标元素工作溶液ρ(Rh)=20ng/mL由铑内标储备溶液稀释配制,介质(2+98)HNO3

分析步骤

(1)试样分解

称取试样50mg(精确至0.01mg)试样,置于铂坩埚中,用少量水润湿,加5mLHF、1mL(1+1)H2SO4,将铂坩埚置于200℃的电热板上蒸发至硫酸冒烟,取下冷却,用水吹洗,再蒸发至三氧化硫白烟冒尽,取下,冷却。加入2mL(1+1)HNO3,微热数min至溶液清亮,取下,冷却,移入50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,澄清。

(2)上机测定

仪器工作参数见表53.5。

表53.5 TJAExCell型ICP-MS工作参数

测定同位素选择:7Li、85Rb、133Cs。

点燃等离子体稳定15min后,进行参数最佳化,要求仪器灵敏度达到1ng/mLIn溶液的计数率大于2×104s-1;以Ce2+/Ce为代表的氧化物产率小于2%,以Ce2+/Ce为代表的双电荷离子产率小于5%。

以高纯水为空白,用ρ(B)=20.0ng/mL混合标准溶液对仪器进行校准,然后测定试样溶液。在测定的全过程中,通过三通在线引入内标溶液,以补偿因仪器漂移或试样溶液基体所引起变化。

仪器计算机根据标准溶液中各元素的已知浓度和测量信号强度建立各元素的校准曲线公式,然后根据未知试样溶液中各元素的信号强度,以及预先输入的试样称取量和制得试样溶液体积,给出各元素在原试样中的质量分数。

㈢ 电感耦合等离子体发射光谱法(质谱法)

ICP-AES法具有灵敏度高、精密度高、可选择谱线多、适应不同的基体、多元素同时测定,适合于矿物试样中主、次量元素测定等特点。ICP-MS法具有灵敏度极高、背景低、干扰较少等优点,特别适合于地质试样的痕量、超痕量元素分析。ICP-AES和ICP-MS两种技术有较强的互补性,几乎可以满足金属硫化矿石试样中所有金属元素和部分非金属元素的测定。详见第21章硫铁矿、自然硫分析中21.22多元素分析。

㈣ 电感耦合等离子体质谱法测定锆铪矿石中锆、铪及微量元素

试样于封闭溶样器中用氢氟酸-硝酸于190℃长时间溶解;或采用偏硼酸锂熔融,强碱介质沉淀分离后,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锆矿石锆、铪、铌、钽、锶、钡、锰、钛及稀土等元素。方法详见第58章铌钽矿石分析58.4.2电感耦合等离子体质谱法测定铌钽矿石中微量元素。注意高含量锆、铪的测定应选用丰度低的同位素(如91Zr、179Hf等),进行可靠的脉冲-模拟转换校准,并增加相应高浓度Zr、Hf标准点。

㈤ 电感耦合等离子体质谱分析常见的干扰和消除手段有哪些

关键词:电感耦合等离子体发射光谱法;等离子体发射光光谱仪;应用及领域;化学分析;线性范围;
1 概述
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)是以等离子体原子发射光谱仪为手段的分析方法,由于其具有检出限低、准确度高、线性范围宽且多种元素同时测定等优点,因此,与其它分析技术如原子吸收光谱、X-射线荧光光谱等方法相比,显示了较强的竞争力。在国外,ICP-AES法已迅速发展为一种极为普遍、适用范围广的常规分析方法,并已广泛应用于各行业,进行多种样品、70多种元素的测定,目前也已在我国高端分析测试领域广泛应用
2 电感耦合等离子体原子发射光谱法简介
2.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法的工作原理【1】
感耦等离子体原子发射光谱分析是以射频发生器提供的高频能量加到感应耦合线圈上,并将等离子炬管置于该线圈中心,因而在炬管中产生高频电磁场,用微电火花引燃,使通入炬管中的氩气电离,产生电子和离子而导电,导电的气体受高频电磁场作用,形成与耦合线圈同心的涡流区,强大的电流产生的高热,从而形成火炬形状的并可以自持的等离子体,由于高频电流的趋肤效应及内管载气的作用,使等离子体呈环状结构。
样品由载气(氩)带入雾化系统进行雾化后,以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道,在高温和惰性气氛中被充分蒸发、原子化、电离和激发,发射出所含元素的特征谱线。根据特征谱线的存在与否,鉴别样品中是否含有某种元素(定性分析);根据特征谱线强度确定样品中相应元素的含量(定量分析)。
2.2 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定中存在的干扰 [2]
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定中通常存在的干扰大致可分为两类:
一类是光谱干扰,主要包括连续背景和谱线重叠干扰;另一类是非光谱干扰,主要包括化学干扰,电离干扰,物理干扰等。因此,除应选择适宜的分析谱线外,干扰的消除和校正也是必须的,通常可采用空白校正,稀释校正,内标校正,背景扣除校正,干扰系数校正,标准加入等方法。
2.3 对仪器的一般要求
等离子发射光谱法光谱仪由样品引入系统,电感耦合等离子(ICP)光源,色散系统,检测系统等构成,并配有计算机控制及数据处理系统,冷却系统,气体控制系统等。样品引入系统 按样品状态不同可以分为液体或固体进样,通常采用液体进样方式。样品引入系统由两个主要部分组成:样品提升部分和雾化部分。样品提升部分一般为蠕动泵,也可使用自提升雾化器。要求蠕动泵转速稳定,泵管弹性良好,使样品溶液匀速地泵入,废液顺畅地排出。雾化部分包括雾化器和雾化室。样品以泵入方式或自提升方式进入雾化器后,在载气作用下形成小雾滴并进入雾化室,大雾滴碰到雾化室壁后被排除,只有小雾滴可进入等离子体源。要求雾化器雾化效率高,雾化稳定性高,记忆效应小,耐腐蚀;雾化室应保持稳定的低温环境,并需经常清洗[3]。常用的溶液型雾化器有同心雾化器,交叉型雾化器等;常见的雾化室有双通路型和旋流型。实际应用中宜根据样品基质,待测元素,灵敏度等因素选择合适的雾化器和雾化室。
电感耦合等离子体光源的"点燃",需具备持续稳定的纯氩气流,炬管,感应圈,高频发生器,冷却系统等条件。样品气溶胶被引入等离子体源后,在6,000K~10,000K的高温下,发生去溶剂,蒸发,离解,激发,电离,发射谱线。根据光路采光方向,可分为水平观察 ICP 源和垂直观察 ICP 源;双向观察ICP。光源可实现垂直/水平双向观察。实际应用中宜根据样品基质,待测元素,波长,灵敏度等因素选择合适的观察方式。电感耦合等离子体原子发射光谱的单色器通常采用光栅或棱镜与光栅的组合,光源发出的复合光经色散系统分解成按波长顺序排列的谱线,形成光谱。 电感耦合等离子体原子发射光谱的检测系统为光电转换器,它是利用光电效应将不同波长光的辐射能转化成电信号。常见的光电转换器有光电倍增管和固态成像系统两类。固态成像系统是一类以半导体硅片为基材的光敏元件制成的多元阵列集成电路式的焦平面检测器,如电荷耦合器件(CCD),电荷注入器件(CID)等,具有多谱线同时检测能力,检测速度快,动态线性范围宽,灵敏度高等特点。检测系统应保持性能稳定,具有良好的灵敏度,分辨率和光谱响应范围。 冷却和气体控制系统 冷却系统包括排风系统和循环水系统,其功能主要是有效地排出仪器内部的热量。循环水温度和排风口温度应控制在仪器要求范围内。气体控制系统须稳定正常地运行,氩气的纯度应不小于99.99%。

㈥ 电感耦合等离子体质谱(光谱)法分析稀土单矿物

电感耦合等离子体质谱(光谱)法的灵敏度高、多元素同时测定能力等优势,非常适合于试样量极少,要求测定元素多的稀土单矿物分析。

可根据不同的稀土单矿物特点,采用适当的试样分解方式,制备试样溶液。偏硼酸锂熔融法分解能力强,试剂用量少,引入污染少,可取5~10mg试样,加入5~10倍量的脱水偏硼酸锂熔融,稀酸提取高倍稀释后,根据单矿物种类,直接用ICP-AES法测定较高含量的SiO2、Al2O3、TiO2、MnO、CaO、MgO、Nb2O5、Ta2O5、P2O5、ZrO2、ThO2、稀土等,熔融操作参见第16章硅酸盐岩石分析16.38.2.1偏硼酸锂熔融-等离子体发射光谱法分析主、次量元素。

硝酸-氢氟酸高压封闭酸溶的分解能力也很强,由于待测元素含量较高,取样量可少至1~2mg。以总稀释倍数5000~10000(可用称量法稀释以保证稀释的准确性),ICP-MS法测定包括稀土分量在内的几十种元素(测定元素根据矿种决定),是试样用量少,提供信息多的高效分析方法。参见第16章硅酸盐岩石分析16.38.3.1封闭压力酸溶-电感耦合等离子体质谱法分析硅酸盐类试样中49个元素。

参考文献

陈永君,赵宗铃,万俊生.1986.锆石单矿物XRF法分析[J].岩矿测试,5(4):304-308

徐光宪.1995.稀土(第二版)[M].北京:冶金工业出版社,137-139

伊丽莹.1985.微量稀土矿物分析[J].岩石矿物及测试,4(1):63-66

本章编写人:凌进中(中国地质调查局西安地质调查中心)。

㈦ 实验 电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中Rb、Nb、Cs、Ba、Th等多种元素含量

(1)实验目的

了解四级杆ICP-MS的基本原理,仪器的主要结构;学习仪器基本操作和测试条件的设置方法;掌握一般样品多元素(土壤、岩石、水系沉积物中Rb、Nb、Cs、Ba、Th、U、Ga、Pb、Tl、Be、Bi、Co、Cu、Li、Mn、Mo、W、Zn、Cd、In、Ni 等元素)同时测定及数据处理的方法。

(2)实验原理

电感耦合等离子体质谱法是将被测物质用电感耦合等离子体离子化后,按离子的质荷比分离,根据峰位置和峰强度进行元素的定性及定量分析的方法。由于等离子体内部温度高达几千至10000℃,该条件下化合物分子结构已经被破坏,所以仅适用于元素分析。

(3)实验仪器

电感耦合等离子质谱仪;温控式电热板,最高温度为250℃;分析天平,二级,感量0.01mg;移液器,规格分别为10~100μL、100~1000μL、1~5mL;一次性塑料瓶,容积分别为25mL或50mL。

(4)试剂和溶液

a.蒸馏水经离子交换纯化系统纯化,使用前检验水中待测元素含量,需保证低于方法检出限。

b.硝酸(ρ=1.42g/mL),优级纯或高纯,经亚沸蒸馏纯化后使用。

c.王水(1∶1)。

d.高氯酸。

e.氢氟酸(ρ=1.16g/mL),优级纯或高纯,经亚沸蒸馏纯化后使用。需要特别注意:氢氟酸有毒,并有腐蚀性,操作时须戴手套,防止皮肤接触。

f.内标元素混合溶液:直接分取铑和铼单元素标准储备溶液配制内标元素混合溶液,铑和铼的质量浓度均为10ng/mL。

g.空白溶液:①校准空白溶液为硝酸溶液(5∶9 5);②清洗空白溶液为硝酸溶液(2∶98)。

h.单元素干扰溶液:分别配制钡、铈、镨、钕、锆、锡(质量浓度各为1μg/mL),钛(质量浓度为10μg/mL),铁、钙(质量浓度各为250μg/mL)的单元素溶液,用以求得干扰系数K。

(5)校准标准溶液

用多元素混合标准储备溶液稀释制备校准标准溶液,取1mL多元素混合标准储备溶液至100mL容量瓶中,加入5mL硝酸[(4)b],用去离子水[(4)a]稀释至刻度,摇匀。

(6)试样制备要求

a.试样粒径应小于200目;

b.试样应在105℃下预干燥2~4 h,并置于干燥器中冷却至室温;

c.对易吸水的岩石,应取空气干燥试样,在称样的同时,进行吸附水量的测定,最终以干态计算结果。

(7)分析步骤

A.空白试验

随同试料进行双份空白试验,所用试剂取自同一瓶,加入同等的量。

B.试料分解

称取0.100g样品于聚四氟乙烯塑料坩埚中,加入3mL高纯HCl,2mL高纯HNO3,置于特制的有孔铝电热板上于(110±5)℃下保持1 h。再加入3mL高纯HF,1mL高纯HClO4,在电热板上利用余热过夜。然后在(130±5)℃下加热2 h,再在约150℃下赶酸至高氯酸白烟冒至近干。加2mL王水(1∶1),使盐类溶解,然后移至100mL容量瓶中,高纯水稀释至刻度待测。此溶液可直接用于ICP-MS测定。

C.测定

a.按照仪器操作说明书规定条件启动仪器,选择分析同位素和内标元素,编制样品分析表。

b.进行调谐,仪器点燃后至少稳定30min,期间用质量浓度为1ng/mL的铍、钴、铟、铈、铀的调谐溶液进行仪器参数最佳化调试。在测定过程中通过三通在线引入内标元素混合溶液[(4)f]。

c.进行校准,以校准空白溶液[(4)g①]为零点,一个或多个质量浓度水平的校准标准溶液(5)建立校准曲线。校准数据至少采集3次,取平均值。

d.每批样品测定时,同时测定实验室试剂空白溶液[(7)A]。

e.每批样品测定时,同时分析单元素干扰溶液[(4)h],以获得干扰系数K并进行干扰校正。

f.样品测定中间用清洗空白溶液[(4)g②]清洗系统。

(8)结果计算

A.分析结果的计算

按下式计算固体样品中待测物的质量分数:

现代岩矿分析实验教程

式中:w(B)为样品中待测物B的质量分数(μg/g);ρ为测定溶液中待测物的质量浓度(μg/mL);ρ0为实验室试剂空白溶液中待测物的质量浓度(μg/mL);V为测定溶液体积(mL);m为样品质量(g)。

B.干扰校正

干扰系数K由下式计算得出:

K=ρeqin

式中:ρeq为干扰物标准溶液测得的相当分析物的等效质量浓度(μg/mL);ρin为干扰元素标准溶液的已知质量浓度(μg/mL)。

被分析物的真实质量浓度为

ρtr= ρgr-Kρin

式中:ρtr为扣除干扰后的真实质量浓度(μg/mL);ρgr为被分析物存在于扰时测得的总的质量浓度(μg/mL);K 为干扰系数;ρin为被测样品溶液中干扰物的实测质量浓度(μg/mL)。

㈧ 电感耦合等离子体质谱分析的基本原理

ICP-MS是以电感耦合等离子为离子源,以质谱计进行检测的无机多元素和同位素分析技术。试样通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中,然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区。等离子体中心通道的高温使试液去溶、气化、原子化和电离。部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统,在真空系统内,正离子被拉出并按照其质荷比分离。检测器将离子转换成电子脉冲,然后由积分测量线路计数。电子脉冲的大小与试样中分析离子的浓度有关。通过与已知的标准或参考物质比较,实现未知试样的痕量元素定量分析。自然界出现的每种元素都有一个简单的或几个同位素,每个特定同位素离子给出的信号与该元素在试样中的浓度呈线性关系。

㈨ 电感耦合等离子体质谱法测定种痕量元素

方法提要

试样用氢氟酸、硝酸、高氯酸分解并赶尽高氯酸,用王水溶解后,移至聚乙烯试管中,定容。分取部分澄清溶液,用(3+97)HNO3稀释至总稀释系数为1000倍后,在电感耦合等离子体质谱仪上测定。方法适用于岩石、水系沉积物、土壤中Ba、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Hf、In、La、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、Pb、Rb、Sb、Sc、Sr、Ta、Th、Tl、U、V、W、Zn等元素的测定。

本方法检出限(3s)及测定范围见表84.32。

仪器及材料

电感耦合等离子体质谱仪。

聚四氟乙烯烧杯50mL。

有刻度带塞聚乙烯试管25mL。

试剂

盐酸。

硝酸。

氢氟酸。

高氯酸。

王水取750mLHCl与250mLHNO3混合,摇匀。用时配制。

国家一级标准物质(水系沉积物或土壤)若干与该批次试样的基本组成一致,作为仪器校准用标准和质量监控样。

仪器调试溶液ρ(B)=2ng/mL,B为Li、Be、Co、In、Tb、Bi、U。

内标溶液ρ(Rh)=25ng/mL。

分析步骤

称取0.25g(精确至0.0001g)试样(粒径小于0.075mm,经105℃干燥2h,冷却后装入磨口小玻璃瓶中备用)置于50mL聚四氟乙烯烧杯中,用几滴水润湿,加入5mLHNO3、10mLHF和2mLHClO4,将聚四氟乙烯烧杯置于200℃电热板上蒸发至高氯酸冒烟约5min,取下冷却;再依次加入5mLHNO3、5mLHF和1mLHClO4,于电热板上加热10min后关闭电源,放置过夜后,再次加热至高氯酸烟冒尽。趁热加入8mL王水,在电热板上加热至溶液体积剩余2~3mL,用约10mL去离子水冲洗杯壁,微热5~10min至溶液清亮,取下冷却。将溶液转入25.0mL有刻度带塞聚乙烯试管中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,澄清。移取清液1.00mL置于聚乙烯试管中,用(3+97)HNO3稀释至10.0mL,摇匀,备上机测定。

与试样处理同时按相同的流程制备水系沉积物或土壤标准物质,并同时制备全流程空白溶液。

按表84.31给出的仪器工作条件操作仪器,用仪器调试溶液,选择同位素7Li、9Be、59Co、115In、159Tb、209Bi、238U进行仪器最佳化调试。试样分析选用同位素及其检出限和测定范围见表84.32。用与试样同时制备的空白溶液(零点)和土壤或沉积物标准物质溶液(高点),对仪器进行校准,然后测定试样溶液。在仪器校准和试样测定时,通过三通把内标元素和试样溶液合并混合后,一并泵入雾化系统后进入等离子矩焰中。

表84.31 等离子体质谱仪工作条件

表84.32 选用同位素及方法检出限及测定范围(单位:μg·g-1)

测定与试样同时制备的标准物质监控样对分析进行比对和验证。

各元素含量的计算公式同式(84.8)。

干扰的校正

1)111ZrOH对111Cd的干扰校正。用于测定所选择镉的同位素是111Cd,会受到94Zr16O1H的重叠干扰。虽然试样中的锆受试样分解方法的限制不会完全进入测定溶液,但是部分进入溶液的锆会对镉的测定结果产生干扰。所以通过定量测定进入试样溶液中锆的浓度后进行数学校正,可得到镉的准确结果。

校正公式为:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:ρ校正为被干扰元素的校正后浓度;ρ表观为被干扰元素的直接测定结果;ρ干扰为干扰元素的浓度;K为干扰元素对被测定元素的干扰校正系数,每次通过实验计算得到。

2)115Sn对115In的干扰校正。用于测定所选择铟的同位素是115In(丰度95.7%),而115Sn与115In重叠,对铟形成干扰。但是通过选择不受质谱干扰的118Sn(丰度24.4%)来定量测定进入试样溶液中锡的浓度后进行数学校正,可得到铟的准确结果。

3)Hf的校正。本方法中所采用的试样分解方法,对某些试样中的锆和铪是分解不完全的。直接测定锆和铪,其测定结果只是能溶解进入溶液的部分,结果会严重偏低。通过先测定出可溶解进入溶液部分的锆和Hf的分量(表观浓度),再用锆的全量值求得校正系数,从而计算出铪在试样中的全量。计算公式为w(Hf,全量)=w(Hf,分量)×w(Zr,全量)/w(Zr,分量)。在测定未知试样中的铪时,必须用其他分析方法(如X射线荧光光谱法)准确测定出w(Zr,全量)值后结合ICP-MS法测定的铪和锆的分量值才能计算出试样中铪的含量。

㈩ 电感耦合等离子体质谱法测定金、铂、钯

方法提要

试样经灼烧后用王水分解,定容,放置72h以上。分取部分澄清溶液,用水稀释至总稀释系数为500倍后,在电感耦合等离子体质谱仪上测定。方法适用于水系沉积物、土壤和岩石中金、铂、钯的测定。

方法检出限(3s)w(B):Au2.0×10-9,Pt1.5×10-9,Pd2.0×10-9

测定范围w(B):Au(0.004~50)×10-6,Pt(0.003~20)×10-6,Pd(0.004~20)×10-6

仪器及材料

电感耦合等离子体质谱仪。

试剂

盐酸。

硝酸。

王水(1+1)取75mLHCl与25mLHNO3混合后,加入100mL水,搅匀。用时配制。

金标准储备溶液ρ(Au)=1.00mg/mL国家一级标准溶液。

金标准溶液ρ(Au)=100ng/mL逐级稀释金标准储备溶液配制,最终酸度(2+98)王水。

铂标准储备溶液ρ(Pt)=1.00mg/mL国家一级标准溶液。

铂标准溶液ρ(Pt)=100ng/mL逐级稀释铂标准储备溶液配制,最终酸度(2+98)王水。

钯标准储备溶液ρ(Pd)=1.00mg/mL国家一级标准溶液。

钯标准溶液ρ(Pd)=100ng/mL逐级稀释钯标准储备溶液配制,最终酸度(2+98)王水。

金、铂、钯混合标准工作溶液ρ(Au,Pt,Pd)=4.00ng/mL分取金、铂、钯标准溶液各1.00mL于25mL容量瓶中,用(2+98)王水稀释至刻度,摇匀。

内标元素溶液ρ(Re)=25ng/mL。

分析步骤

称取10.0g(精确至0.1g)试样(粒径小于0.075mm,经室温干燥后,装入磨口小玻璃瓶中备用)置于25mL瓷坩埚中,送入高温炉内(将炉门拉开0.7cm),从低温升到650℃,保温1h。取出冷却后,将试样倒人200mL锥形烧瓶中,用水润湿,加入50mL(1+1)王水,加瓷坩埚盖后置电热板上加热溶解,保持微沸1~3h。用水冲洗瓷坩埚盖,用水定容至200mL,加热至微沸,冷却,摇匀,放置沉清72h。

移取清液1.00mL于聚乙烯试管中,用(3+97)HNO3稀释至25.0mL,摇匀,备上机测定。

ICP-MS仪器工作条件参见表84.31,单个元素积分时间为1s。选用测定同位素为:197Au、195Pt、108Pd、185Re(内标)。

点燃等离子体炬,稳定0.5h,用仪器调试溶液,选择同位素7Li、9Be、59Co、115In、159Tb、209Bi、238U进行仪器最佳化调试。然后以(2+98)王水为零点,金、铂、钯混合标准工作溶液(4.00ng/mL)为高点,对仪器进行校准,然后测定试样溶液。在仪器校准和试样测定时,通过三通把内标元素和试样溶液合并混合后,一并泵入雾化系统后进入等离子矩焰中。

各元素含量的计算公式见式(84.8)。

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