X 射線熒光光譜法測定以硅鋁為基體催化劑及載體中二氧化硅含量

王芳

（中國石化催化劑有限公司大連（撫順）分公司，遼寧大連116000）

以往硅鋁為基體催化劑及載體分析是通過化學(xué)分析法來進(jìn)行的。化學(xué)分析法測定二氧化硅含量樣品處理時(shí)間長、分析速度慢，無法滿足生產(chǎn)需要。因此，提出了用X 熒光光譜法測定催化劑及載體中1%～10%二氧化硅含量的分析方法。在方法的建立過程中，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品、干擾因素進(jìn)行了大量工作，并對(duì)方法的準(zhǔn)確度和精密度進(jìn)行了考察。

1 方法原理

以X 射線作為激發(fā)照射樣品，試樣受X 射線照射后，其中各元素原子的內(nèi)殼層電子被激發(fā)逐出原子而引起殼層電子躍遷，并發(fā)射出該元素的特征X 射線，每一種元素都有其特定波長的特征X 射線，通過測試試樣的特征X 射線的強(qiáng)度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校準(zhǔn)和校正，便可求出該元素在試樣中的百分含量。

實(shí)際樣品的分析由于存在基體效應(yīng)，會(huì)偏離此種函數(shù)關(guān)系，需要進(jìn)行校正。本方法采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法對(duì)基體效應(yīng)進(jìn)行校正。

2 試驗(yàn)部分

2.1 儀器設(shè)備及測量條件

日本理學(xué)ZSX PrimusⅡX 射線熒光光譜儀，YYJ-40 壓片機(jī)，直徑25mm，高度10mm 鋁制樣品盒，端窗Rh 靶，電壓50KV，電流50mA，真空光路， 視野光柵直徑20mm， 氬甲混合氣（90%Ar,10%CH4）為XRF 儀器中流氣正比計(jì)數(shù)器專用氣體，應(yīng)置于儀器室內(nèi)，當(dāng)鋼瓶氣壓低于1Mpa時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，更換后，鋼瓶應(yīng)穩(wěn)定4h 至室溫再使用。(測量條件見表1。)

表1 分析元素測定條件

2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)化樣品

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品

標(biāo)準(zhǔn)樣品是樣品分析的主要依據(jù)，選擇好合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品是一個(gè)關(guān)鍵問題，我們針對(duì)以硅鋁為基體催化劑及載體分析生產(chǎn)的實(shí)際情況，通過查閱相關(guān)技術(shù)資料，確定標(biāo)準(zhǔn)樣品的適用范圍，然后以此為依據(jù)選擇了一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品，在熒光光譜儀內(nèi)建立工作曲線(見表2)。

表2 二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)化樣品一覽表

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化樣品

由于環(huán)境溫度、濕度及儀器元件老化等因素的影響，會(huì)使儀器工作曲線發(fā)生漂移，從而使分析結(jié)果發(fā)生偏差。為了校正儀器的漂移，需要用標(biāo)準(zhǔn)化樣品對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。本法采用兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。

2.3 分析步驟

2.3.1 樣品制備

將樣品用瑪瑙研缽，研磨2～4min，研成大約200 目，無顆粒感，裝入直徑25mm，高度10mm 鋁制樣品盒，在30Mpa 的壓力下加壓1min，保壓30S，壓制成直徑25mm 的圓片。

2.3.2 標(biāo)樣的測定及工作曲線的建立

將標(biāo)準(zhǔn)樣品分別放入儀器中，按照儀器系統(tǒng)操作軟件的要求，輸入各項(xiàng)分析參數(shù)，在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)按照設(shè)定的條件測定各個(gè)標(biāo)樣和標(biāo)準(zhǔn)化樣品的X 射線熒光強(qiáng)度，然后進(jìn)行回歸分析，計(jì)算回歸系數(shù)，繪制出SiO2的工作曲線，最后自動(dòng)存入備用。

2.3.3 樣品的測定

開啟儀器，使儀器的各項(xiàng)參數(shù)與建立工作曲線時(shí)的參數(shù)一致。首先測定標(biāo)準(zhǔn)化樣品的強(qiáng)度，進(jìn)行強(qiáng)度校正，然后按照操作方法對(duì)樣品進(jìn)行測定。熒光光譜儀在測得樣品組分的熒光強(qiáng)度后，自動(dòng)在建立的工作曲線上計(jì)算出樣品中SiO2的含量，并由打印機(jī)以百分含量打印出分析結(jié)果。

3 分析方法的準(zhǔn)確性

3.1 準(zhǔn)確性的測定

為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度，用熒光光譜法與化學(xué)分析法進(jìn)行比較(見表3)。

從表3 中可以看出: 兩種分析方法的誤差＜1.0%，滿足分析要求。

表3 X 熒光法分析結(jié)果驗(yàn)證

3.2 精密度的測定

選取含有SiO2樣品6 個(gè)，在ZSX PrimusⅡX熒光光譜儀上對(duì)方法的重復(fù)性進(jìn)行驗(yàn)證(見表4)。

表4 重復(fù)性驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

從表4 中可以看出: 本方法最大相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.19%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于儀器允許范圍，說明該方法的重復(fù)性較好。

為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度與精密度取表3中5# 樣品用兩種方法重復(fù)檢測6 次，比較方法的準(zhǔn)確度與精密度（見表5）。

表5 同一樣品兩種方法對(duì)比結(jié)果

從表5 中得到Si O2熒光分析法平均值為5.06，方差S2為9.16×10-5，SiO2化學(xué)分析法平均值為5.04， 方 差S2為9.17 ×10-5，F(xiàn) ==1.00，查表f大=6-1=5，f小=6-1=5，=5.05，F(xiàn)＜F 表，說明兩種方法不存在顯著性差異。進(jìn)一步驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度，合并標(biāo)準(zhǔn)偏差為

4 結(jié)論

上述分析方法分析試樣的二氧化硅含量范圍在1%～10%，與化學(xué)分析方法相比誤差＜1.0%，本法精密度＜0.2%，滿足生產(chǎn)要求。并且通過生產(chǎn)中的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該方法完全適用于生產(chǎn)，分析方法簡便，快速和準(zhǔn)確，適用于催化劑及載體生產(chǎn)中對(duì)二氧化硅含量的需要。