光电直读光谱仪分析HSI-S铝合金中主量元素

用 FSQ非真空型光电直读光谱仪分析日本牌号“HSI- S”铝合金中主量元素 ,优化了标准样品的选择、试样的制备、元素分析谱线的选择、仪器工作参数设定等实验条件。在无此牌号合金的光谱标样的情况下 ,采用国产标样 ,实现了 HSI- S铝合金中主量元素的分析。方法的准确度和精密度符合国家标准 ,降低了分析成本 ,适合生产企业使用     

铝合金中微量元素Sr和Ca的光电光谱分析

本文报道了光电直读光谱法测定铝合金中微量Sr,Ca元素含量的方法。并对光源的激发方式及工作参数进行了选择。该法简便、快捷、准确度和精密度高，解决了化学法分析微量元素的困难，结果令人满意。     

镁合金中Si、Fe、Cu、Zn、Mn、Ni、Be、Al的光电光谱分析

本文报道了用光电直读光谱法测定镁合金中8种元素的方法,对光源的激发方式及操作参数进行了选择,该法简便,快速,准确度,精密度高,完全可以代替繁杂的化学分析,结果令人满意。     

ICP-AES测定米中多种微量元素

以全谱直读光谱法测定了米中11种微量元素。对米的消化方法、元素分析谱线的选择、背景校正、仪器分析参数等因素进行了研究,综合确定了最佳试验条件。试验表明测定元素的回收率在96%—109%之间。     

磁化水技术在电感耦合等离子体-原子发射光谱法中的应用

考察了被测元素谱线强度随磁感应强度的变化情况.在优化磁感应强度0.24T条件下,研究了搅拌条件下样品溶液磁化时间对谱线强度及信背比的影响.经过测量自来水样品中元素Zn、Fe、Mg(I、I)、Si、V谱线强度表明,在对水样品进行搅拌磁化时,所测元素的谱线强度及信背比均有所增大;当水样品被磁化处理3h,上述元素的谱线强度分别比未磁化时增加了42.2%、97.9%、10.4%、10.1%、81.2%和28.8%,而且元素Zn、Fe、Si和V的信背比也分别增加了13.8%、86.9%、64%和28.8%,有利于降低光谱分析检出限.     

利用高分辨率光谱仪作W、Nb、Ta、Mo和V中痕量组分的ICP-AES分析

W、Nb、Ta、Mo和V中痕量组分的分析是ICP技术的典型应用之一。由于这些元素的光谱非常复杂,需要用高分辨率光谱仪(<0.009nm)以克服光谱干扰问题。本文叙述了样品制备、方法研究及上述金属中三十多种元素的分析方法。测量所用的仪器为一快速顺序扫描ICP发射光谱仪。每种元素无干扰谱线的选择是在方法研究阶段通过把光谱显示在阴极射线管(CRT)上的办法完成的。校正曲线采用合成多元素标准制作。还在假定将1g固体金属溶于100ml溶液中的情况下,计算了某些被选用谱线按固体样品的ppm表示的检出限。     

ICP-AES可变内标法用于微量、亚微量样品的分析

本文叙述了用ICP-AES可变内标法进行微量、亚微量样品主、次成分分析的新方法。此法内标选自样品本身所含的被测元素,利用被测元素与内标元素质量比与其谱线强度比之间的一组线性方程,将未知样品中由实验强度比获得的一组质量比值归一化,便可计算出各被测元素的百分含量。由于内标选自样品所含的组分,但不局限于主成分,方法灵活,操作简便,并能提高分析的精密度与准确度。此法无须准确称量样品与准确稀释试样的体积。用此法测定了微量、亚微量非晶态钕铁硼系列合金样品中的Nd、Fe、B、CD、La、Ce的含量,其结果与常量样品ICP光谱法的结果相符合。     

用Meyers-Tracy信号补偿技术作含高溶解固体样品的ICP-AES分析

以往一直采用内标法改善发射光谱法的长期稳定性。但此法并不能改善短期精密度,特别是当样品含有大量溶解固体和当待测物信号与背景信号相比不大时更是如此。Meyers和Tracy曾用ICP研究过与待测物信号噪音有关的一些问题并指出了待测物噪音特性与参比元素有很好相关性的条件。本文讨论了用Meyers-Tracy信号补偿技术作各种含高溶解固体样品的分析。方法是对光源来的三种信号(待测物、内参比元素和等离子体背景)加以监测。用两台专用滤光光度计在与待测物信号同时对参比信号和背景信号作实时监测。内参比光度计的中心波长为钪424.686nm,背景的起伏则在419到420nm间的一系列氩线处测量。待测物、参比和背景信号都同时以8毫秒的时间幅度加以测量。然后三个信号顺序通过同一模-数转换器和电子滤波线路加以处理以保证所得数字强度都能真正代表光源中各对应的信号。     

近红外光谱谱线特性对物质浓度分析误差影响的研究

为解决近红外光谱法分析物质浓度过程中缺乏可测度分析而导致测量过程存在一定盲目性问题,研究在已知测量条件、样品种类、被测组分以及建模分析方法的条件下,利用近红外光谱谱线特性作为参数,在大量样品近红外光谱采集和标准法测得浓度数据等工作前,对被测物质浓度的分析误差做大致估算。经过大量尝试和试验提出等效信噪比（ESNR）和谱线重叠系数（OC）两个重要参数,其中ESNR反映待测组分吸光度占总吸光度的比重,而OC则反映待测组分近红外光谱曲线间的重叠程度。通过理论仿真得到光谱分析中用经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系,分别计算ESNR和OC与被测组分浓度分析误差（RMSE）的关系,并且研究两个谱线参数的独立性。利用理论分析得到结果对浓度为8%~12%乙醇水溶液进行可测度分析,并与近红外光谱法分析的实际结果进行比较。研究通过理论仿真得到使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系,其中ESNR与RMSE成反比关系,而OC与被测组分分析误差成非线性的单调关系,并且验证了ESNR和OC两个参数的独立性。通过理论计算和乙醇水溶液近红外光谱检测实验对等效信噪比和谱线重叠系数与光谱分析浓度误差的定量关系进行讨论,通过理论分析得到的乙醇浓度RMSE预估值为0.30%,近红外光谱分析实际RMSE为0.32%,相对误差6.67%,二者结果相符。实现了在测量条件、样品种类、被测组分以及建模分析方法已知的条件下基于近红外光谱分析的待测组分含量理论误差的定量计算和实验验证。该研究明确了对近红外光谱法分析物质浓度有明确定量关系的两个谱线参数,给出了使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时的分析误差经验曲线,以及利用曲线进行近红外光谱法待测组分浓度可测度分析方法。结果表明所提出的ESNR和OC两个谱线特性参数的有效性,以及分析误差预估方法的有效性。为近红外光谱法待测组分浓度定量分析提供了有效、快捷的预估方法,完善了近红外光谱法成分含量可测度分析理论,对近红外光谱法物质浓度定量分析研究具有一定指导意义。     

光电直读光谱法分析钢中微量的La和Ce

本文报道了光电直读光谱法测定钢中 La、Ce含量的方法。并对光源的激发方式及工作参数进行了选择。本法简便、快速、准确度和精密度高 ,解决了化学方法操作烦琐、不易掌握的难题。     

用激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术实现铝合金的高灵敏元素分析

报道了采用激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术分析铝合金中痕量元素时的分析行为。用低能量激光脉冲聚焦于样品表面并在放电电极之间产生等离子体来触发高压火花放电以改善火花诱导击穿光谱技术的分析行为。在当前空间几何配置下,研究得到了最佳的放电电压和储能电容等参数并在最佳实验条件下分析了样品中的铜元素,其检出限达到0.7 ppm。激光点火的辅助手段改善了火花诱导击穿光谱技术在元素分析时信号的稳定性、提高了分析精度。同时它还能够有效地降低放电电压,改善其空间分辨本领。研究表明激光点火辅助火花诱导击穿光谱技术具有灵敏度高、稳定性好以及具有较好的空间分辨本领的特点,非常适合于各种合金中的痕量元素分析。     

多次放电的激光诱导击穿光谱信号增强

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种广泛应用于科学和工程方面的元素分析技术。LIBS测量一些微量元素时存在探测极限高的不足,因此增强LIBS信号强度,降低元素探测极限,对扩展其应用范围有着重要的意义。为了实现LIBS光谱信号的增强,提出多次放电增强激光诱导击穿光谱方法,并以固体铝合金材料为例进行了光谱信号强度增强的研究。实验发现,激光作用在铝合金材料上烧蚀样品产生等离子体并溅射到样品上方高压放电电极所在区域,该区域在等离子体产生之后50 μs之内均可以诱导高压电极放电。因此采用高频脉冲电源可以实现一次LIBS产生的等离子体诱导电极多次放电。多次放电会对等离子体进行多次激发,同时多次放电对等离子的加热作用会延缓等离子体冷却速率从而延长等离子体的持续时间,两者共同作用可以增强LIBS光谱信号强度,进而降低LIBS对微量元素的探测极限。使用频率为100 kHz的高频直流脉冲电源,利用数字延迟脉冲发生器同步激光与高压电源,在激光过后3.6 μs触发高压放电,一次LIBS产生的等离子体可以诱导电极5次放电,即对等离子体进行5次激发和加热。利用光谱仪对5次放电等离子体光谱进行积分测量。实验结果表明：使用多次放电增强之后,等离子体持续时间得到大幅延长,光谱信号强度得到大幅增强,其中,Mg Ⅱ (~279 nm)的信号强度可以增强约48倍,Al Ⅱ (~358 nm)的信号强度可以增强约72倍,微量元素Mn Ⅰ (~403 nm)的信号强度增强约6.3倍,微量元素Cu Ⅰ (~403 nm) 的信号强度增强约8.3倍。Mn Ⅰ (~403 nm)和Cu Ⅰ (~403 nm) 的探测极限分别降低为LIBS单次放电的1/6和1/8。多次放电增强激光诱导击穿光谱方法很好地增强了LIBS的光谱信号强度,降低了对微量元素的探测极限,扩展了LIBS技术的应用范围。该方法有潜力应用到贵重物品、稀有材料及文物的鉴定之中。     

Metals Analysis in Particulate Pollutants by Emission Spectroscopy

Emission spectroscopy using electrical discharge, flame, and X-ray excitation has been the anlytical method of choice in the majority of a i r pollution studies involving trace metals analysis in particulate pollutants. The extensive literature in this area is reviewed here. The emphasis is on analytical methods rather than on specific results. Complete sections are devoted to review and survey literature, electrical discharge methods by element, flame excitation, and X-ray excitation. Wherever possible, information is included on sample preparation, standardization, excitation mode, detection method, and analytical results in terms of sensitivity, reproducibility, and area of application.     

土壤中微量元素锰的激光诱导击穿光谱定量分析

采用激光诱导击穿光谱技术分析安徽怀远农亢农场土壤样品中微量元素Mn的含量分布情况。实验中选取403.1 nm作为Mn元素的分析线为,土壤中基体元素Fe作为内标元素,选取的分析线为407.2 nm。选取10个土壤样品分别用传统定标方法和内标法建立定标曲线,并对4个待测样品浓度进行预测。实验结果表明,传统定标方法建立的定标曲线的拟合相关系数r为0.954,检测限为93 mg·kg-1,待测样品的测量相对误差最大为5.72%;而采用内标法建立的定标曲线的拟合相关系数r为0.983,测量的相对误差减小到4.1%,检测限为71 mg·kg-1。说明采用LIBS技术对土壤中微量元素Mn检测的可行性,同时,内标法一定程度上可提高测量的精确性。     

溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法测定富锶矿泉水中的锶

锶元素是人体不可缺少的微量元素,饮用富锶矿泉水可以为人体补充锶。目前用于检测富锶矿泉水中锶元素的常规分析方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、离子色谱法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法/质谱法等,具有检测灵敏度高、检测稳定性好的优点,但是相关仪器体积庞大,价格昂贵,能耗高,有些还需要使用惰性/特殊气体,不适合现场、实时和在线连续监测。因此,发展小型化、低成本、快速的光谱检测对锶元素的有效测量具有重要意义。溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是近年来发展迅速的水体金属离子测量方法,具有检出限低、成本低、小型化等优点。因此,建立溶液阴极辉光放电-原子发射光谱系统,实现了富锶矿泉水中锶元素的浓度测量。实验考察了溶液阴极辉光放电装置中放电电流、溶液流速和pH值等参数对锶的信背比的影响,确定了定量分析元素锶的最佳实验条件：溶液流速1.85 mL·min-1、溶液阴极辉光放电装置的放电电流75 mA,pH 1.0的HNO₃作为电解质。选取波长为460.77 nm的光谱线作为锶元素的分析谱线。在上述最佳工作条件下对锶的溶液进行测定,锶元素的发射光谱稳定性为0.52% (n=21)。锶的质量浓度在0.1～20 mg·L-1范围内与其发射强度呈线性关系,线性相关系数为0.999 6。所建立的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法测得锶的检出限为29 μg·L-1。采用搭建的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱检测系统测量了市场上常见的三种富锶矿泉水,测量结果与电感耦合等离子体发射光谱法一致。此外,该方法对富锶矿泉水的加标回收率为98.8%~107.6%。结果表明：溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是测定富锶矿泉水中锶的一种有效方法。     

辉光放电质谱法直接分析石墨中痕量杂质

石墨是理想的无机非金属材料,具有高化学稳定性、良好的导电性、较好的耐磨性等优点,被广泛应用于现代化学工业及其他诸多领域。由于石墨是难熔物,其中的微量杂质元素使用普通化学法或常规仪器分析法均难以准确检出。常用的火法-电感耦合等离子质谱(ICP)方法检测石墨存在的问题是：（1）在高温灼烧期间个别元素容易损失;（2）在加酸溶解灰化组分过程中部分杂质氧化物仍无法溶解完全。因此,很多学者开始研究利用固体进样法来测定石墨中的杂质元素含量。辉光放电质谱法（GDMS）是将辉光放电源（GD）与质谱分析方法（MS）联用的一种技术,采用固体进样方式,具有样品前处理简单、基体效应小、检出限低、灵敏度高等优点,在国内外已成为部分高纯金属和半导体材料分析领域的标准方法。灵敏度因子值(RSF)是一个用于校正GDMS分析结果的系数,对于GDMS分析而言,大部分元素在不同基体中仍然存在较明显的基体效应。要将GDMS分析作为一种定量分析方法,需要采用与基体匹配的标准物质来校正RSF,但目前大多数GDMS分析均采用仪器厂家提供的标准相对灵敏度因子（RSF_Std）进行测定,只能获得半定量分析结果。研究了采用GDMS直接测定石墨样品中9种杂质元素含量的方法,通过对放电条件等参数的优化选择,确定了石墨分析的最佳放电条件（电流强度为55 mA,放电气体流量为450 mL·min-1）。在此条件下采用半定量法（RSF_Std）测定了石墨参考样品中Mg,Cr,Ni,Ti,Fe,Cu,Al,Si,Ca共九种杂质元素含量,t检验结果表明,多数元素测量结果与参考值存在显著差异。要获得更为准确的结果,需要获得各元素相应的RSF_x以建立定量分析方法。通过实验,考察了不同的电流强度和放电气体流量对九种元素RSF值的影响,讨论了影响因素产生的原因。实验结果表明,电流强度和放电气体流量对大部分元素的RSF值都有较大的影响,其中放电气体流量对RSF值影响最大,各元素的RSF值变化幅度在15%和405%之间。在选定条件下采用RSF_x值定量分析了石墨材料中Mg,Cr和Ni等九种杂质元素含量,检测结果的t检验sig值均大于0.05,表明测定结果与参考值无显著性差异,方法的准确度有了显著提高;测定结果的精密度（RSD）介于3.2%～9.9%之间,方法可满足4N纯度以上高纯石墨材料的分析。     

基于便携式光谱仪的溶液阴极辉光放电发射光谱检测水体中的锰

溶液阴极辉光放电-原子发射光谱是一种新颖的快速、高效、实时在线的元素分析方法,它可用于水体金属元素的检测。为了实现对水体中Mn元素准确和稳定的测量,采用溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法耦合三台不同入射狭缝和分辨率的便携光谱仪(Maya 2000 Pro)对溶液中的Mn离子进行了检测。实验研究了光谱仪的入射狭缝和分辨率对光谱检测的影响,发现光谱仪的入射狭缝越宽光谱强度越大,光谱仪的分辨率越高得到光谱强度与背景强度的比值越高。实验考察了溶液流速和放电电流对Mn发射光谱的影响,在溶液流速为1.86 mL·min-1和放电电流为65 mA时获得较高信背比。实验测试了在溶液流速为1.86 mL·min-1和放电电流为65 mA的优化实验条件下Mn的光谱检测稳定性,三台便携式光谱仪测量Mn在连续一段时间内光谱强度的相对标准偏差分别为0.59%,0.61%,0.80%,检测的稳定性较好。同时探讨了Mn元素的分析性能参数,获得了较低的背景标准偏差,检出限分别为42.8,65.1,33.8 μg·L-1。实验对标定物质中的Mn元素进行定量分析测量,测量误差在0.02%~2.08%之间,精密度为0.63%~1.54%,加标回收率为97%~99%,表明本方法具有较高的检测准确度和稳定性。研究结果显示,溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法耦合便携式光谱仪可用于水体中痕量重金属元素Mn的精确检测。     

可调谐半导体激光吸收光谱技术检测痕量乙烯气体的系统研制

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)利用激光器的窄线宽和波长调谐特性,使其扫描被测气体的单个吸收峰,实现痕量气体的高分辨率、高灵敏度快速检测。通过分析近红外波段的乙烯吸收谱线特性,选取1 626.8 nm附近的吸收峰作为检测谱线,研制了基于white池结构的TDLAS检测系统,结合波长调制和二次谐波检测,对体积分数为20～1 200 ppmv的乙烯气体进行了测量,推算该系统的检测下限约为10 ppmv。     

Elemental analysis in environmental land samples by stand-off laser-induced breakdown spectroscopy

The stand-off detection and analysis of environmental land samples have been demonstrated using laser-induced breakdown spectrometry. The samples of interest have included soils and vegetation powder. Elements Hg, As, Pb, Zn, Cd and Cr have been spectrally analysed with a focus on Hg as a trace contaminant in the samples. It is found that element Fe, usually contained in land samples, is a main source of spectral interference for Hg detection due to its ever present iron emission line at 253.68 nm that is closely adjacent to the strongest Hg emission line at 253.65 nm, and hence, a high resolution of spectral detection is necessary. The strong spectral signals from Bremsstrahlung emission in laser-induced plasma and atomic emission of Fe of high concentration caused a significant reduction in detection resolution in the use of image intensifier of an ICCD. The limit of detection at ~8 ppm for Hg detection in soil samples with iron as a minor constituent has been achieved, using an optical chopper and a CCD detector for laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) signal detection. Such detection method in LIBS system has shown a great advantage in determining trace elements from interfering elemental constituents in land sample matrixes.     

高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计

为了实现快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素的含量,现对高精度臭灵丹微量元素检测系统进行设计。使用当前方法检测臭灵丹时,无法在保证微量元素活性的条件下提取微量元素。为此,提出一种基于Taguchi的高精度臭灵丹微量元素含量检测系统设计方法。该方法使用日本理学ZSX100型X射线荧光光谱仪采集臭灵丹微量元素光谱,确定微量元素种类,利用超临界萃取技术中的两大技术超临界流体萃取技术和超临界固体萃取技术萃取出臭灵丹中的微量元素,再经过超滤分离法中直线段、曲线段、水平段三个阶段分离出萃取液中微量元素,以ICP-MS法计算出微量元素的含量,达到对臭灵丹中微量元素含量的高精度检测。实验仿真证明,所提方法可以快速、无损、实时检测和分析臭灵丹中微量元素。