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第1楼2009/11/24
3.2谱线重叠干扰的校正
由于B的Kα线激发电势为0.192kV,S的L1线激发电势为0.193kV,Cl的L1、L2、L3线激发电势分别为0.238 kV、0.203 kV、0.202 kV,所以,氯盐和硫酸盐的存在对硼的谱线干扰是非常大的。由于Cl的Ln线对B的Kα线有谱线重叠干扰,因此需要进行谱线重叠校正;虽然试样中没有Mn元素,但是Mn对B亦有谱线重叠干扰,见表2,因此有必要进行Mn的校正。由PH模式进行线性回归求得各元素的谱线重叠干扰校正系数。校正后的谱图见图3.
3.3 PX7晶体
在波长色散谱仪中,晶体是获得待测元素特征X射线荧光光谱的核心部件,为了获得最佳分析结果,晶体的选择极为重要。B是一种超轻元素,根据布拉格定律,所选择晶体2d值(d为晶面间距)必须大于B的波长[18]。
PX3晶体是一种专门用来测量硼元素的人工多层薄膜晶体,其优点是除衍射效应外无高次线干扰。S.Sanchez-Ramos[14]采取粉末压片和熔融制片法,利用Philips PW2400中PX3晶体实现了对硼的直接测量,但是在硼含量(以B2O3计)高达70%时,所产生的荧光强度才达到1.3Kcps。
PX7晶体也是一种人工多层薄膜晶体,但其性能较PX3要好,衍射效率有很大的提高。在本实验中,利用PX7晶体,使B测量计数率在含量只有几百个µg.g-1就可到达1.0 Kcps。
3.4 B的背景处理及PHA校正
3.4.1 B的背景处理
要获得待测元素的浓度,首先要准确测量出待分析元素的谱峰净强度,谱峰净强度等于谱峰强度减去背景。由图4可知,根据B的背景,采用两点法扣除背景。
此时,谱峰净强度为:Inet=Ip-(IH+IL)/2
Inet为谱峰净强度;Ip为2θ为θp时所对应的荧光强度;IH为2θ为θH时所对应的荧光强度;IL为2θ为θL时所对应的荧光强度。
3.4.2 B的PHA设置
脉冲高度分析器(PHA)的作用主要是,通过选择脉冲幅度的最小和最大阀值,将分析线脉冲信号从某些干扰线和散射线中分别出来,用来消除干扰和降低背景,可以改善分析线灵敏度和准确度,B的PHA设置见图5。
3.5方法的灵敏度
按所设计的实验条件,由公式(2) [17]计算B的最低检出限。本实验中,硼的测量时间设计为180秒,经测量, LLD为2.88µg.g-1。
(2)
式中:m:单位含量计数率;Ib:背景计数率;T:峰值和背景的总计数时间。
3.6 方法的精密度
随机选择一国家土壤成分分析标准物质,并压制十个样片,利用建立的分析程序进行测量,结果见表3。由表中的数据可知,B的RSD为5.70%。
3.7 方法的准确度
为了验证本方法的准确度,采用未参加校正的国家标准物水系沉积物及土壤成分中B的标准值和实际样品利用ICP-AES分析所得到B的分析值做比较,考察分析结果的准确度,结果见表4。
从表4可以得知,国家标准物的测量值与标准值吻合得比较好,但是可可西里地区的样品采用本方法的测量值与ICP-AES测量值相差较大,特别是W2-2和W2-1两个样品。分析原因是因为有三,其一W2-2和W2-1为盐湖地区样品,待测样品的基体与标准样品的基体差异较大,实验中校正基体效应可能校正不充分;其二两个测量值均落在标准曲线的无点区;其三由于本曲线采用数学校正模式,方法的外延性不强,特别是W2-1的含量超过了本方法的最高范围值。
4 结论
1.盐湖地区的样品是一种比较特殊的试样,样品中B元素的荧光强度随着颗粒粒径的减小而减小,随着压力的增大而减小。采用压力为20×103Kg、样品颗粒度180目为压片条件,荧光强度比较平稳,能够有效避免因制样条件带来的误差。
2.在实验中发现PX7晶体其性能较PX3晶体要好,衍射效率有较大提高;利用PX7晶体可以实现对硼的直接测量。
3.由于地质样品的复杂性,基体效应较强,故采用α经验系数法校正基体效应。直接测量时需要对其中的氯、硫、氧元素以及可能含有的锰元素进行谱线重叠校正,校正对B的干扰;B的背景扣除和镁的背景扣除类似,采取两点法扣除背景;PHA设置采取LL:15, UL:79, 能够有效避免S的干扰。
4. 本实验实现了X射线荧光光谱分析方法是对微量超轻元素B的分析,且方法的精密度、准确度及检测限都比较好;本方法用来分析盐湖地质样品中B组分含量,结果准确,符合要求。方法简单、快速、灵敏,能够作为微量B的有效检测手段。
5.致谢
本实验得到中国地质科学院廊坊物化探研究所李国会教授级高级工程师和中国科学院上海硅酸盐所陶光仪研究员的多次技术指导,在此一并表示感谢。
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参 考 文 献
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