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现代分析测试技术现代分析测试技术Modern analytic and testing technologies 讲授教师：林旭聪讲授教师：林旭聪Institutions：福州大学化学学院福州大学化学学院Address：旗山校区杨鸿耀楼：旗山校区杨鸿耀楼433433室室 Folie.2 2001 Bruker AXS All Rights ReservedX射线荧光光谱分析技术之二：射线荧光光谱分析技术之二：制样方法制样方法n制样的目的：制样的目的：n1、均匀n2、重复性好n3、颗粒效应小n4、矿物效应小n5、无限厚（薄膜法除外）Folie.3 2001 Bruker AXS All Rights Reserved分析层的厚度：无限厚分析层的厚度：无限厚X-ray tubeto soller slit(collimator)分析层分析层(饱和厚度饱和厚度)大于饱和厚度的样品称为无限厚样品无限厚样品Sample Folie.4 2001 Bruker AXS All Rights Reserved分析层的厚度：无限厚分析层的厚度：无限厚SampleB KA1 (0,18 keV)Sn LA1(3,4 keV)Cr KA1(5,4 keV)Sn KA1(25,2 keV)tubeto soller slit样品是否无限厚样品是否无限厚:取决于所分析的特征谱线取决于所分析的特征谱线 Folie.5 2001 Bruker AXS All Rights Reserved分析层的厚度：无限厚分析层的厚度：无限厚0,01 mm=10 nm=100 Aatom radius:0,5 -3 A Folie.6 2001 Bruker AXS All Rights Reservedtube分析层的厚度：对于轻基体（如液体）分析层的厚度：对于轻基体（如液体）Light matrix什么时候要考虑样品什么时候要考虑样品的无限厚问题：的无限厚问题：n轻基体中测量重元素轻基体中测量重元素n样品量很少样品量很少解决方法：解决方法：制样时需称样制样时需称样将样品的重量输将样品的重量输入软件中，软入软件中，软件会自动校正样品厚度不同带件会自动校正样品厚度不同带来的影响来的影响 Folie.7 2001 Bruker AXS All Rights ReservedX射线荧光光谱可以分析的样品种类射线荧光光谱可以分析的样品种类n固体，块状样品固体，块状样品n金属块n矿石块n粉末状样品粉末状样品n压片法n添加处理n熔融样品熔融样品n熔剂n坩埚n液体样品液体样品n优势与不足 Folie.8 2001 Bruker AXS All Rights Reserved块状样品的制样方法块状样品的制样方法n对于金属样品对于金属样品n研磨n研磨+抛光（分析轻元素时需要）需要考虑样品加工时带来的污染，如需要考虑样品加工时带来的污染，如SiO2、Al2O3基体效应教严重，不过采用新的软件，可基体效应教严重，不过采用新的软件，可以对基体效应进行校正以对基体效应进行校正 Folie.9 2001 Bruker AXS All Rights Reserved块状样品的制样方法块状样品的制样方法n对于矿样对于矿样n考虑到样品的不均匀性，一般先制成粉末n也可以直接进行定性或半定量分析 Folie.10 2001 Bruker AXS All Rights Reserved块状样品的制样方法块状样品的制样方法n块状块状 样品制样要求：样品制样要求：n光洁度n方向角度n块状块状 样品缺点：样品缺点：n均匀性n方法适用性n一致性 Folie.11 2001 Bruker AXS All Rights Reserved粉末样品的制样方法粉末样品的制样方法n直接装入液体杯中测量，称为松散样品直接装入液体杯中测量，称为松散样品n压片制样压片制样n特点：简单、快速、节省特点：简单、快速、节省 n存在颗粒效应、矿物效应存在颗粒效应、矿物效应n添加处理添加处理n类型与作用类型与作用 标准添加；基体添加；次要元素；内标；标准添加；基体添加；次要元素；内标；稀释稀释（低吸收、高吸收、研磨剂）（低吸收、高吸收、研磨剂）Folie.12 2001 Bruker AXS All Rights Reserved松散样品松散样品 nNa to Unabsorption in foilnHe flushing required?nfor qualitative and semiquantitative analysis nfor quantitative analysis in special cases only（一般是（一般是压不成片的时候）压不成片的时候）Folie.13 2001 Bruker AXS All Rights Reserved压片制样压片制样n不加粘结剂不加粘结剂n直接压片直接压片n以硼酸、低压聚乙烯、纤维素等镶以硼酸、低压聚乙烯、纤维素等镶边垫底边垫底n以硼酸垫底以硼酸垫底n压至钢环中压至钢环中 n压至铝杯中压至铝杯中n加粘结剂加粘结剂n黄蜡粉黄蜡粉(C and H)n硼酸硼酸(B,H and O)n纤维素纤维素n硬脂酸，如分析炭素硬脂酸，如分析炭素 Folie.14 2001 Bruker AXS All Rights Reserved压片制样的精密度压片制样的精密度compoundCaOSiO2Fe2O3MgONa2Otypical concentration(%)4520210.2typical intensity(kCounts in 40 s)600040002000305counting statistics (%abs.)0.0180.010.00150.0060.003counting statistics&instrument precision(%abs.)0.030.020.0040.010.005multiple sample preparation(%abs.)0.20.10.020.050.02typical accuracy (%abs.)0.20.20.050.050.03prepared as pressed powders Folie.15 2001 Bruker AXS All Rights Reserved熔融制样熔融制样n熔融设备熔融设备（最高温度（最高温度1100）n马弗炉马弗炉 n燃气炉燃气炉n高频炉高频炉n熔剂熔剂n四硼酸锂四硼酸锂 Li2B4O7n偏硼酸锂偏硼酸锂LiBO2nLi2B4O7 和和 LiBO2的混合物的混合物如如12：22n铂黄坩埚（铂黄坩埚（95Pt+5%Au)(坩埚和模子坩埚和模子)Folie.16 2001 Bruker AXS All Rights Reserved熔融制样方法：熔融制样方法：n常用熔剂常用熔剂nLi2B4O7（熔点：920o C）nLiBO2（熔点：850o C）nLi2B4O7+LiBO2：混合熔剂n如12：22n常用的熔融比：1：5，1：10，1：20n脱模剂（改变熔液的浸润特性，以方便脱模）脱模剂（改变熔液的浸润特性，以方便脱模）nLiBrnKInNH4InKBrn氧化剂氧化剂nNaNO3nNH4NO3nLiNO3 Folie.17 2001 Bruker AXS All Rights Reserved熔融制样方法：典型的熔融方法熔融制样方法：典型的熔融方法n铁矿制样熔融制样方法铁矿制样熔融制样方法n5g Li2B4O7+0.5样品+1mL LiBr(30mg/mL)+1mL LiNO3(220mg/mL)n电炉上烘干10minn1100C熔融10minn冷却成型 Folie.18 2001 Bruker AXS All Rights Reserved熔融制样熔融制样n优点优点 n消除化学态效应消除化学态效应 n消除颗粒效应消除颗粒效应n消除吸收消除吸收-增强效应增强效应n便于保存便于保存n熔剂熔剂n四硼酸锂四硼酸锂 Li2B4O7n偏硼酸锂偏硼酸锂LiBO2nLi2B4O7 和和 LiBO2的混合物的混合物如如12：22n铂黄坩埚（铂黄坩埚（95Pt+5%Au)(坩埚和模子坩埚和模子)注意事项？注意事项？1 1、熔剂选择、熔剂选择2 2、坩埚选择、坩埚选择 Folie.19 2001 Bruker AXS All Rights Reserved压片制样压片制样与与熔融制样熔融制样的比较的比较例子：水泥生料例子：水泥生料n样品样品n6个标准样品个标准样品n制样方法制样方法n熔融制样熔融制样 n0.9 g 样品样品 n8.1 g 熔剂熔剂n压片制样压片制样n 加加 20%的黄蜡粉作为粘结剂的黄蜡粉作为粘结剂 Folie.20 2001 Bruker AXS All Rights Reserved压片制样压片制样与与熔融制样熔融制样的比较的比较例子：水泥生料例子：水泥生料 Folie.21 2001 Bruker AXS All Rights Reserved压片制样和熔融制样的分析结果的比较压片制样和熔融制样的分析结果的比较 Folie.22 2001 Bruker AXS All Rights Reserved液体样品液体样品 n水水,油油,溶液溶液,泥浆泥浆,.n 尽量不要分析对仪器有尽量不要分析对仪器有腐蚀或污染的样品，如酸腐蚀或污染的样品，如酸溶液溶液 Folie.23 2001 Bruker AXS All Rights Reserved液体样品：液体样品：用液体杯直接分析用液体杯直接分析n不同的样品要选择合适的膜不同的样品要选择合适的膜n光路为氦气光路，千万不要抽光路为氦气光路，千万不要抽真空真空 Folie.24 2001 Bruker AXS All Rights Reserved 液体样品可以分析的元素范围液体样品可以分析的元素范围:Na-U Folie.25 2001 Bruker AXS All Rights ReservedWD-XRF Mg in Oil:0-900 ppm Folie.26 2001 Bruker AXS All Rights ReservedWD-XRF Mg in Oil:0-900 ppm Folie.27 2001 Bruker AXS All Rights Reserved油品样品中各元素的检出限油品样品中各元素的检出限E lem en tC on cen tration R an gep p mC alib rationS td D evp p mL L D100 s 3 p p mN a0-500109M g0-50033.5A l0-50022S i0-50022P0-2500101S0-6000101C l0-50042C a0-500151T i0-90021V0-50030.8C r0-50020.8M n0-50020.7F e0-50020.8N i0-90020.6C u0 120010.5S n0-50053P b0-50021 Folie.28 2001 Bruker AXS All Rights Reserved液体样品：滤纸片法液体样品：滤纸片法nsmall quantities of sample(several 100l)ndropped on a filter paper with an hydro-phobic ring to guarantee a constant area over which the sample is spreadnunloaded filters necessary for blank measurement Folie.29 2001 Bruker AXS All Rights Reserved液态样品液态样品n优点优点 n消除颗粒效应消除颗粒效应n消除异型限制消除异型限制n适用性适用性n限制限制n破坏性破坏性n溶剂选择溶剂选择n保存与操作保存与操作n信号消弱信号消弱注意事项？注意事项？1 1、X X射线照射时间射线照射时间2 2、试剂保存、试剂保存 Folie.30 2001 Bruker AXS All Rights Reserved章节总结：章节总结：nX射线类型与特征射线类型与特征nX射线荧光产生射线荧光产生nX射线荧光分析的应用特点射线荧光分析的应用特点nX射线荧光仪器结构与主要部件射线荧光仪器结构与主要部件nX射线荧光分析方法射线荧光分析方法n基体效应基体效应n样品制备与要求样品制备与要求 Folie.31 2001 Bruker AXS All Rights Reserved讨论：讨论：nX射线荧光的原理与分析应用射线荧光的原理与分析应用n要求：要求：PPT 8-10 min；X射线原理（基础原理）；射线原理（基础原理）；X射线应用分析；射线应用分析；应用范例（应用范例（2-3个），包括制样个），包括制样-分析方法分析方法-谱图解析谱图解析-结果表述结果表述学生学生8左右（自由组合；或按顺序安排）左右（自由组合；或按顺序安排）
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