氩-氮混合气电感耦合等离子体在元素和同位素分析中的应用进展

在传统Ar等离子体中引入其他活性气体(如氮气等)已经成为拓展其分析性能的一种重要手段。本文较系统的阐述了Ar-N₂混合气体电感耦合等离子体的基本物理化学性质,从N₂气引入引起传统Ar-ICP基本物理化学参数变化的层面出发探讨了Ar-N₂混合气等离子体特殊性质产生的机制,回顾了Ar-N₂混合气电感耦合等离子体在质谱分析中近40年的应用成果,并且展望了该技术在未来元素和同位素分析领域的应用前景。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱微区分析新进展

从仪器、基础研究诸方面评述近年来LA-ICP-MS微区分析进展,重点介绍了与ICP-MS联用的激光技术发展、校正方法、分馏效应、剥蚀颗粒分布研究及仪器装置与实验技术与改进,对LA-ICP-MS技术的应用作了回顾与展望。     

EDTA 介质中元素的 ICP-MS行为研究

研究了在EDTA介质中元素的ICP－MS质谱行为，探讨了在不同质谱条件下，EDTA的引入对不同元素分析信号的影响，结果表明：EDTA的引入对元素分析信号有不同程度的增强效应，氧化物产率明显降低，对轻质量元素^9Be,^59Co信号增强的100％，中质量元素^115In,^159Tb信号增强约20％，重质量元素^209Bi,^238U信号变化不明显：LaO^ /La^ ,CeO^ /Ce^ 产率降低约10％，与通常2％HNO3介质的溶液相比，在相同入射功率条件下，EDTA介质中信号达最佳时，需采用稍低的雾化气流速，实验了以有机酸形式引入钠盐对元素分析信号的影响。     

基于大气压下介质阻挡放电抑制LA-ICP-MS分析中元素分馏效应研究

采用自制的大气压下介质阻挡放电装置串联在激光剥蚀池与ICP炬管之间, 对激光剥蚀产生的气溶胶进行预电离. 结果表明, 元素瞬时信号轮廓的平滑度得以改善, 元素分析信号精密度(RSD, n=3)可提高2.55％. 在ArF准分子激光(193 nm)和Nd∶YAG 固体激光(213 nm)两种不同波长的激光剥蚀系统中, 元素分馏因子均比常规模式下更接近于1, 表明采用介质阻挡放电对气溶胶预电离后元素分馏效应得以有效抑制. 相比两种不同波长的激光剥蚀系统, 介质阻挡放电对213 nm固体激光的元素分馏效应改善作用明显.     

电感耦合等离子体质谱测定地质样品中Pb同位素比值

铅有 4个天然的同位素 ,由于放射衰变、宇宙的辐射及人类的活动 ,使 2 0 6Pb/2 0 4 Pb,2 0 7Pb/2 0 4 Pb及2 0 8Pb/2 0 4 Pb值在自然界中呈现相应的变化 ,而这种变化使得铅同位素成为一种有效的示踪手段和地质年代学研究的工具 ,同时在环境质量监控、放射性污染追踪及人类社会的变迁等方面有着广泛应用 .热电离质谱 (TIMS)分析技术对于大多数的同位素比值测定具有极高的精密度和准确度 ,但对于铅的测定由于难以获得一个高度浓缩且稳定不变的同位素作为内标进行质量偏移校正 [1] ,使其测定的准确度受到影响 .Rehkamper等 [2 ,3 ] 研究了…     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定地质玻璃中铅同位素组成

将193nm准分子纳秒激光与四级杆电感耦合等离子体质谱联用,测量了国际参照物玻璃中Pb同位素丰度比。通过剥蚀NIST612,USGS和MPI-DING玻璃,探讨了利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱直接测定固体样品铅同位素比值的精密度及其适用范围。通过扣除Ar载气中204Hg对204Pb的同量异位素干扰,采用内标法和外标法校正LA-ICP-MS仪器的质量歧视效应,获得的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb同位素比值测量的相对误差小于±1.2%,207Pb/206Pb、208Pb/206Pb同位素比值测定的相对误差小于±0.8%。对比结果表明,采用内标法校正的结果更接近真实值。测定的Pb同位素比值的精密度与样品中Pb含量密切相关,对Pb含量大于40μg/g的样品,同位素比值206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的RSD在1.0%以内,207Pb/206Pb、208Pb/206Pb的RSD在0.5%以内。大气颗粒物样品中Pb含量很高,采用LA-ICP-MS测定Pb同位素比值,能够鉴别污染来源,满足示踪的要求。     

膜去溶-电感耦合等离子质谱测定21种国际地质标样中的银

建立了膜去溶-ICP-MS直接测定各种地质样品中微量Ag的分析方法。详细比较了采用冷却雾室和膜去溶对降低氧化物和氢氧化物干扰的情况。结果表明:采用膜去溶进样可以很好地解决测定地质样品时Zr、Nb、Y的氧化物和氢氧化物对Ag的干扰。再结合少量N2的引入还可以进一步提高Ag的检测灵敏度(4倍)和降低氧化物和氢氧化物的干扰(50%)。在冷却雾室(2℃)ICP-MS条件下,Zr的氧化物和氢氧化物产率通常在~0.5%;而采用膜去溶-ICP-MS可以降低至约0.0005%。所以,可以采用膜去溶-ICP-MS直接测定各种地质样品中的Ag。在给定的条件下,膜去溶-ICP-MS对Ag的检出限是0.0005μg/L。结合密闭高温高压消解样品的方法,测定了21种各种类型国际地质标样,确证了本法的可行性。     

醋酸基体浓度变化对元素ICP-MS行为的影响

把有机试剂引入ＩＣＰ-ＭＳ及其对元素分析行为的影响引起了人们极大的兴趣[1-4]。在实际样品测定的时候往往要涉及不同浓度的有机基体是否匹配,以及有机基体浓度对等离子体的温度、电子密度的影响等问题。本文考察醋酸浓度的变化对元素分析信号的影响。1　实验部分1.1　仪器及主要工作条件ＰＯＥＭＳ3电感耦合等离子体光质谱仪(美国ＴｈｅｒｍｏＪａｒｒｅｌｌＡｓｈ-ＶＧＥｌｅｍｅｎｔａｌ公司),其工作参数如表1。1.2　标准及试剂用浓度均为1 0ｍｇ/ｍｌ单元素标准溶液(冶金部钢铁研究总院),逐级稀释成浓度为100ｎｇ/ｍｌ的多元素标…     

激光剥蚀多接收杯电感耦合等离子体质谱仪原位分析硫化物铅同位素组成

采用193 nm准分子激光与MC-ICP-MS质谱仪探讨了原位微区分析过程中物质基体效应对铅同位素测定的影响,指出选择基体匹配标准物质对测定硫化物铅同位素具有重要意义.通过模拟计算发现准确测定Tl与Hg的分馏因子关系,可以在204Hg/204 Pb＜2的范围内有效校对204Hg对204 Pb的干扰.研究表明,束斑直径(24～160μm)和剥蚀频率(2～20 Hz)并不影响铅同位素组成测试.改变激光剥蚀参数可以解决MC-ICP-MS信号检测范围较窄的问题.针对目前硫化物固体标准物质缺乏的现状,采用压片法和快速熔融法制备硫化物标准物质.压片样品铅同位素组成表现出较好的均一性,而不同批次快速熔融法样品存在铅同位素分馏,仅单次制造的熔融样品内部铅同位素组成具有均匀性.结果表明,虽然快速熔融法还存在一定缺陷,但这两种方法都有望成为硫化物标准样品制作方法的备选方案.利用本方法对天然硫化物样品(黄铁矿和闪锌矿)及人工合成硫化物样品的铅同位素组成进行了准确测定,测定值与溶液值在误差范围内一致.     

等离子体质谱法测定地质样品中痕量稀土元素的基体效应及多原子离子干扰的校正研究

采用模拟地质样品中稀土元素间天然组成比的基体匹配校正标准溶液进行外标校正,有效地抑制了地质样品分析中的基体效应;以¹¹⁵In-¹⁰³Rh双内标元素校正,监控和校正分析信号的短期和长期漂移;通过单个稀土元素及钡的氧化物、氢氧化物的测定计算出等效的干扰浓度,进而校正了稀土元素分析中多原子离子干扰.建立了地质样品中痕量稀土元素测定中基体效应及多原子离子干扰的校正方法,通过对5个标准参考物质的分析,定量测定限为0.0090.133μg·g^-1,RSD小于5%.