基于深孔改進電極發射光譜法同時測定地球化學樣品中微量銀、錫、硼

彭 君　仝湘濱　周林宗　劉立平　李 春

(1 國土資源部 長沙礦產資源監督檢測中心，長沙 410007； 2 楚雄師范學院，云南 楚雄 675000)

引言

發射光譜法在多目標地球化學樣品中測定銀、錫、硼元素具有分析速度快、靈敏度高、操作簡單和成本低等優點，而得到廣泛的應用[1-2]。但以電弧為光源的發射光譜法受攝譜條件的影響較大，一直以來因地質樣品基體較為復雜，在攝譜過程中易發生噴跳，造成樣品損失，分析中存在著樣品載氣流等現象，嚴重影響到分析結果[3-6]。針對以上問題，對電極的形狀與工作條件進行了改進和優化，在最優的實驗條件下以水系沉積物和土壤的國家一級標準樣品進行數據對照，實驗數據符合檢測規范要求。本方法證明，改變工作條件得到了對樣品中銀、錫、硼的檢出限低、靈敏度高、精確度好的技術指標。建立了基于深孔改進電極發射光譜法同時測定地球化學樣品中微量銀、錫、硼的分析方法。

1　實驗部分

1.1　實驗儀器及工作條件

WP-1型一米平面光柵光譜(北京瑞利光學儀器公司)。GBZ-Ⅱ型光譜相板測光儀(湖北地質實驗研究所)。具體見表1。

表1　儀器型號及工作條件Table 1　Instrument types and conditions

WJD型交流電弧發生器(北京瑞利光學儀器公司)，DM-40型多頭瑪瑙磨樣機(湖南湘儀總廠)。

電極規格：石墨電極(光譜純)。石墨電極上電極為平頭柱狀，直徑4 mm，長度10 mm。下電極為細頸杯狀，規格為4 mm(孔徑)×8 mm(孔深)×0.8 mm(壁厚)，細頸的直徑3 mm，頸長4 mm。離杯口5 mm打對穿孔，孔徑1 mm(見圖1)。

圖1　深孔改進電極示意圖Figure 1　Sketch of deep hole improved electrode.

1.2　實驗試劑

緩沖劑購于中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所。緩沖劑成分m(K2SO4)∶m(NaF)∶m(Al2O3)∶m(碳粉)=22∶20∶44∶14，內含質量分數為0.007%的GeO2作內標。實驗所用標準物質購于中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，其所用標準系列中各檢測元素的含量見表2。蔗糖乙醇溶液：10 g蔗糖溶于500 mL乙醇(乙醇∶水= 1∶1)中。

1.3　實驗方法

1.3.1試樣制備

準確稱0.150 0 g樣品和0.150 0 g緩沖劑，用多頭磨樣機混勻，每個樣品裝入2根深孔電極中壓緊，滴加2.0%的酒精糖水混合液2滴，接著將樣品置于80oC烘箱內烘干1 h，供攝譜測定用。

1.3.2攝譜

用WP-1型一米光柵攝譜儀攝譜，交流電弧的電流設置為4 A起弧，5 s后升至14 A，并保持30 s，曝光時間共截取35 s。在各元素分析線對應波長處依次對試樣進行兩根垂直電極重疊攝譜。

2　結果與討論

2.1　深孔電極的改進

實驗選用改進的深孔帶頸石墨電極，并在頸底部鉆有1.0 mm細孔，試樣在起弧后，電極底部細孔可使二氧化碳及其它氣體從小孔溢出，防止因電極急劇灼燒而產生大量氣體使樣品噴流而四處飛濺。同時雙重攝譜可提高測定的穩定性，從而提高靈敏度。

2.2　標準曲線

選用國家標準物質配制成含各元素的標準系列。其中Ag、Sn、B元素含量見表2。

表2　元素標準系列表Table 2　List of standard element series　/(μg·g-1)

2.3　檢出限及測定范圍

從表3中可以看出實驗對Ag的分析線/內標線為328.0 nm/303.91 nm，B為249.77 nm/265.10 nm，

表3　元素的檢出限及測定范圍Table 3　detection limits and determinationranges of elements

Sn 為317.50 nm/303.91 nm。Ag的測定范圍為0.05～5.0 μg/g，B 為2.0～500 μg/g，Sn 為1～50 μg/g。實驗同時進行12次平行測試，測定結果以3倍標準偏差計算得到檢出限：Ag 0.015 μg/g，Sn 0.32 μg/g，B 1.0 μg/g。

2.4　數據分析

實驗通過改進深孔帶頸電極及進行重疊攝譜，對于其它實驗條件進行了優化，在最優的實驗條件下測定了8個地球化學國家一級標準物質，其檢測結果見表4，結果顯示，方法具有較好的準確度。

表4　標準物質分析結果Table 4　Experiment result of standard material　/(μg·g-1)

2.5　精密度實驗

選用國家一級標準樣品GBW07456 (GSS-27)進行12份平行測定，測定的相對標準偏差(RSD)為5.8%～7.5%(表5)，說明方法的精密度良好。

表5方法精密度

Table5Precisiontestofthemethod/(μg·g-1)

3　結論

采用改進的深孔帶頸石墨電極，電極底部細孔可使二氧化碳及其它氣體從小孔溢出，防止因電極急劇灼燒而產生大量氣體使樣品噴跳，有效地提高了元素分析檢測的穩定性，從而提高靈敏度。經過對大量的化探樣品測定，其合格率都達到95%以上。方法具有操作簡單、快速、重現性及準確度好等優點，被廣泛應用于區域地球化學樣品中痕量Ag、Sn、B的分析檢測中。

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