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X射线荧光光谱分析技术 | 样品制备方法之三:液体样品

布鲁克X射线部门
2022.1.21

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1
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X射线荧光光谱分析方法
对样品制备的要求


《X射线荧光光谱分析》(吉昂等编著)一书中对样品制备的定义:样品一般需要通过制样的步骤,以便得到一种能表征样品的整体组分并为仪器测试的试样。试样应具备一定尺寸和厚度,表面平整,可放入仪器专用的样品盒,同时要求制样过程具有良好的重现性。
样品制备要求:


2
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液体样品


  • XRF可以分析的样品的物理形态可以是:固体(粉末、块样)、液体(水、油、泥浆等),不分析气体。

  • 油品是最常见的液体样品,有多个分析油品的XRF标准。

  • 粉末样品不压片和熔片,直接测量时,其制样方法与液体样品制样方法相同。

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3
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XRF分析液体样品的优缺点


优点:
  • 没有固体样品的颗粒效应和矿物效应

  • 液体样品一般是轻基体,对X射线信号的吸收少,元素的检出限低

  • 容易配制标样

缺点:
  • 液体样品有泄漏的风险,如果样品有腐蚀性,可能会损坏仪器

  • 如果长时间测量液体样品,有些样品会挥发,影响测量结果的准确性

  • 测量液体样品时要消耗氦气



4
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液体样品的3种制样方法


  1. 液体杯直接测量

  2. 滤纸片法

  3. 固化法


1

液体杯法:液体杯和支撑膜


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1.1
支撑膜





选择支撑膜

不同的样品和不同的分析要求,选择合适的支撑膜。

选择支撑膜,需要考虑:
  • 膜的耐侵蚀性能,膜的强度

  • 膜对轻元素谱线的吸收。Na以前元素的谱线信号几乎都被支撑膜吸收了;Ti以后元素的谱线,支撑膜几乎不吸收。分析Na、Mg等轻元素时,要考虑选择容易穿透的膜

  • 支撑膜的杂质

常用的支撑膜

1、Prolene膜或聚丙烯膜

  • 参数,厚度:4μm,密度:0.9g/cm3

  • 适合油品,适合轻元素,几乎没有杂质,强度较弱

2、Mylar膜

  • 参数,厚度:3.6μm或6μm,密度:1.33g/cm3

  • 3.6μm的膜适合汽油,适合轻元素,强度较弱

  • 6μm的膜,对轻元素有较严重的吸收,强度较强

  • Mylar膜可能有Ca、P等杂质




支撑膜对X射线荧光的吸收


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支持膜对各种样品的耐受情况

对于性能未知的样品,将样品放入仪器前,先做一个膜的耐侵蚀实验,即将样品放入液体杯后静置1小时,观察膜的变化。

经X射线照射后,支撑膜的机械性能会发生变化。经20分钟的大功率X射线照射后, 支撑膜会变脆,支撑膜是一次性使用。

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1.2
液体杯




制作液体杯

注意,手不要碰到支持膜的测量面

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分析液体样品

体样品是轻基体,要注意射线穿透样品问题。另外,液体样品容易挥发。因此一般要求称量样品,比如:7.0g±0.1g

注意:测量液体或粉末样品时,样品室必须充氦气:

1、避免液体挥发;
2、空气会严重吸收轻元素的X射线信号;
3、抽真空有将支撑膜抽破的风险。布鲁克的X射线荧光光谱仪的机械手会识别液体样品,防止在测量液体样品时抽真空
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2

滤纸片法


  • 如果仪器没有配置液体样品分析功能,可以采用滤纸片法来分析液体样品。

  • 制备方法:将液体样品滴到有蜡环的定量滤纸上(蜡环可以将液体样品控制在合适的测量区域),然后在红外灯下烘干。

  • 在液体样品中加入内标元素,可以补偿液体样品的滴加量的误差。

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3

固化法









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