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=ρeq/ρin

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)。

火焰原子吸收分光光度计,电感耦合等离子体发射光谱仪,原子吸收光谱,原子吸收分光光度计和原子吸收光谱仪,电感耦合等离子体质谱仪工作原理,电感耦合等离子体质谱仪,原子吸收光谱法,电感耦合等离子体质谱法原理,原子吸收特征浓度,原子吸收分光光度法的基本原理,电感耦合等离子体质谱,原子吸收光谱法原理