地質樣品中稀土含量的膜去溶與等離子質譜聯用測定分析

■劉文明

（遼寧省地質礦產研究院測試中心遼寧沈陽110032）

地質樣品中稀土含量的膜去溶與等離子質譜聯用測定分析

■劉文明

（遼寧省地質礦產研究院測試中心遼寧沈陽110032）

在地質學，稀土具有非常特殊的鑒定意義，準確測定稀土的含量是很多學者的追求。隨著社會的發展，科學技術的進步推動了儀器化手段檢測稀土元素準確值的進程。其中膜去溶與等離子質譜的普及，對于我國稀土資源的開發及開采產生了重要價值。膜去溶與等離子質譜聯合檢測得到的信息數據具有全面、統一、集中的特點，對于專業人員的分析帶來很大的便利。文章就膜去溶與等離子質譜聯合檢測地質樣品中稀土含量進行探討。

稀土地質樣品膜去溶等離子質譜

稀土元素的物理化學性質具有相似性和差異性，在地質科學方面研究稀土元素的方方面面具有非常重要的現實價值，通過其組成特點能夠對地質過程進行追蹤，了解礦物的分類、成巖成礦的演化等等，此外還可以用于判斷成巖成礦的物理化學條件。由于稀土元素相似的化學性質，對其進行含量測試存在一定的復雜性，尤其是在一組元素中測定出其中某種元素的含量時，受到共生及干擾非常明顯。因此，選擇合適的測試方法是研究人員需要關注的重點。

1　膜去溶與等離子質譜測試

膜去溶技術指的是利用具有化學修飾表面離子交換膜以及采用高溫將溶液取出或者進行干燥的測試技術。對比以往經常應用的冷凝法，采用膜去溶技術能夠很大程度上減少溶劑成分發生流失，增強樣品的傳輸效率，減少多原子干擾以及等離子發生改變，促使結果更加精準。等離子質譜所指的是電感耦合等離子體質譜，能夠根據元素的特定核素單一質荷比進行檢驗，具有方法簡單、結果精確的特點，在地質學、冶金學、環境生態學、生物學以及醫院研究中得到非常廣泛的應用。膜去溶與等離子質譜之間存在一定的聯系，在地質學中，通常將等離子質譜作為測量的手段，而將膜去溶作為輔助手段，二者聯合能夠顯著提高結果的準確性。

2　地質樣品中稀土含量的膜去溶與等離子質譜聯用測定

2.1儀器與試劑

文章中選擇的測試儀器為進口四級桿電桿耦合等離子質譜儀，使用膜去溶以及冷卻霧室進樣。在進行實際測試之前需要對設備進行調試、校準，做好準確工作。試驗過程中使用的外標溶液為1000μmg/mL的標準溶液，采用濃度為2%的HNO3溶液進行稀釋，得到標準溶液（50μg/mL）；內標元素采用In，以免對儀器信號產生影響，單元素標準溶液則采用國家標準。整個試驗過程中使用的試劑均達到分析純以上的等級，試驗期間應用的燒杯、量杯等器皿均采用超純水進行浸洗，減少由于雜物對于測試的影響。

對于測試過程中同位素的選擇，考慮到Sm以及Eu會受到Ba造成的質樸干擾，而選擇HREEs測試則可能受到LREEs產生的氧化物及氫化物的干擾，因此選擇測試同位素的過程中應當盡可能全面的考慮，掌握測試過程中可能出現的多元自干擾現象以及測試元素的豐度，減少對試驗結果造成的干擾。

2.2樣品選擇

文章中共計對30個類型不一的地質樣品標準物質進行檢測，其中有花崗巖（GSR-1）、花崗巖（G-2）、玄武巖（BCR-2）、玄武巖（BHV0-2）、橄欖巖（JP-1）、超基性巖（GBW0701）、超基性巖（GBW07102）、超基性巖（DZM-1）、硅質砂巖（GBW03114）、花崗閃長巖（GSP-2）、白云巖（GSR-12）、安山巖（AGV-2）、純橄欖巖（DTS-1）、流紋巖（RGM-1）等探討膜去溶與等離子質譜聯合方法的可行性。

3　方法

進行稀土元素測試的過程中，使用的ICP-MS信號的靈敏度相對較低，尤其是在稀土元素含量較低的情況下靈敏度較差。針對這樣的情況可以通過膜去溶以及冷卻霧室進樣系統適當提高信號的靈敏度。實驗中使用10μg/L的單標溶液對ICP-MS不同樣品引進方法條件下產生的信號靈敏度的改變，發現在冷卻霧室中，測試的稀土元素的響應值由最初的0.18上升到0.33MCPS/μg/L；而使用Aridus-2的情況下，稀土原色的響應值由原來的0.36上升到0.52MCPS/μg/L。根據這一結果可以發現，應用膜去溶技術具有更高的增強信號靈敏度的作用，分析其原因在于膜去溶技術能夠提高元素的傳輸效率，消除試驗中REE-O+造成的影響。除此之外，有研究證實在使用Aridus-2引入樣品的過程中添加適當容量的N2能夠進一步提高信號的靈敏度，改善測試的準確性。

除了ICP-MS信號的靈敏度相對較低較低之外，對稀土元素進行測試的過程中還會出現多原子干擾的現象，其來源主要是稀土以及Ba中的氧化物及氫化物，尤其是在對稀土元素含量較高的樣品進行試驗的過程中這一現象會更加明顯。針對這樣的情況，同樣可以采用Aridus-2膜去溶以及冷卻霧室去溶進樣系統實施操作，減少以及消除干擾。試驗中使用Ba單元溶液以及Ce單元溶液進行驗證，探討排除多原子干擾的效果。發現140Ce16O1H產生原子159amu、138Ba16O1H產生155amu；使用冷卻霧室的情況下Ba的氧化物產生率達到0.23%，而Ce則超過1.2%。而氧化物是造成多原子干擾的主要原因，在輕稀土以及Ba樣品檢測的過程中作用突出。使用Aridus-2的情況下，Ba以及Ce的產率均不超過0.01%，對Gd、Eu等其他元素進行試驗同樣發現氧化物產率極低，對比冷卻霧室去溶系統的氧化物產率明顯要低。

4　結束語

綜上所述，進行地質樣品稀土含量的試驗過程中。采用等離子質譜檢驗受到信號靈敏度和多原子干擾的影響，對真實的測試結果造成一定的影響。因此，排除多原子干擾、提高信號靈敏度是等離子質譜工作中的重點內容。文章分析發現，采用膜去溶技術不但能夠提高等離子質譜信號強度，同時可以減少多原子干擾，提高測試結果的準確性，應用價值較高。

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F407.1［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-331-1