Определение редких и рассеянных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой

• Автор: Палесский, Станислав Владиславович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Оглавление
Введение
Глава I. Редкие и рассеянные элементы в геологических образцах и методы их определения (литературный обзор)

1.1. Редкие и рассеянные элементы как индикаторы геологических процессов

1.1.1. Редкоземельные элементы

1.1.2. Тугоплавкие элементы

1.1.3. Элементы платиновой группы и рений

1.2. Аналитические методы, применяемые для определения редких и рассеянных элементов

1.2.1. Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА)

1.2.2. Инструментальный нейтронно-активационный анализ (ИНАА)
1.2.3. Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС)
1.2.4. Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС)
1.3. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), преимущества и недостатки метода
1.3.1. Спектральные интерференции и способы их минимизации
1.3.2. Устройство ИСП масс-спектрометра высокого разрешения ELEMENT
1.3.3. Способы градуировки
1.3.3.1. Внешняя градуировка
1.3.3.2. Сочетание внешней градуировки с внутренним стандартом
1.3.3.3. Изотопное разбавление

1.3.3.4. Способы градуировки при использовании ИСП-МС с лазерной абляцией
1.4. Химическая подготовка
1.4.1. Способы химического разложения твердых образцов
1.4.1.1. Сравнение разных способов химического разложения проб при определении РЗЭ и ТПЭ
1.4.1.2. Сравнение разных способов химического разложения проб при определении ЭПГ и рения
1.4.2. Способы концентрирования и отделения ЭПГ от компонентов матрицы
1.4.3. Особенности химической подготовки проб при определении ЭПГ и рения на уровне п. 10'11 — п. 10'8 г/г
1.5. Геологические стандартные образцы
1.6. Заключение
Глава II. Разработка ИСП-МС методики определения РЗЭ, ТПЭ, ЭПГ и рения
2.1. Объекты анализа
2.2. Реактивы, посуда
2.3. Приборы и оборудование
2.4. Химическая подготовка проб
2.4.1. Представительность навески образца
2.4.2. Методика химической подготовки проб для определения РЗЭ,
ТПЭ, ЭПГ и рения из одной навески
2.4.2.1. Хроматографическое отделение ЭПГ и рения
2.4.3. Методика ИСП-МС определения РЗЭ и ТПЭ, ЭПГ и рения из разных навесок
2.4.3.1. Сплавление образцов с метаборатом лития
2.4.3.2. Микроволновое кислотное разложение

2.4.4. Подготовка образцов для анализа лазерной абляцией
2.5. ИСП-МС измерения
2.5.1. Настройка масс-спектрометра ELEMENT
2.5.2. Выбор определяемых изотопов, учет интерференций
2.5.2.1. РЗЭ и ТПЭ
2.5.2.2. ЭПГ и рений
2.6. Градуировка масс-спектрометра
2.6.1. Внешняя градуировка с внутренним стандартом при определении РЗЭ и ТПЭ
2.6.2. Внешняя градуировка с внутренним стандартом при определении РЗЭ и ТПЭ лазерной абляцией
2.6.3. Изотопное разбавление
2.7. Заключение
Г лава III. Результаты ИСП-МС определения РЗЭ и ТПЭ в геологических стандартных образцах
3.1. Сравнение двух методик химической подготовки образцов
3.1.1. Пределы обнаружения
3.1.2. Сравнение результатов определения РЗЭ и ТПЭ при разных условиях химической подготовки на примере стандартного образца

3.2. Результаты определения РЗЭ и ТПЭ после сплавления стандартных образцов с метаборатом лития
3.2.1. Результаты определения РЗЭ
3.2.2. Результаты определения ТПЭ
3.2.3. Определение РЗЭ и ТПЭ в ультраосновных породах на примере стандартного образца UB-N
3.3. Определение крупноионных литофильных элементов в геологических стандартных образцах

одновременно [62 - 64]. Применение этого способа градуировки при многоэлементном ИСП-МС анализе является очень дорогостоящим и продолжительным по времени, требует наличия большого количества специальных реактивов особой степени чистоты, в том числе изотопно-смещенных трасеров, и применяются только в случаях, когда требуется особая точность результатов.
Метод изотопного разбавления (ИР) с масс-спектрометрическим окончанием имеет ряд преимуществ при проведении элементного анализа [62 -64]:
1. После достижения изотопного равновесия в смеси трасера и анализируемого образца возможные потери аналита (например, при хроматографическом отделении) не влияют на результаты анализа;
2. При ИСП-МС измерении метод ИР позволяет учитывать влияние матрицы и изменений параметров плазмы на аналитический сигнал;
3. Метод ИР является наиболее точным для определения концентрации по сравнению с применением внешней или внутренней градуировки, которые используются в ИСП-МС анализе.
Ограничением метода ИР является необходимость наличия двух изотопов определяемого элемента, по возможности свободных от изобарных наложений. Расчет концентраций выполняется по формуле 1.4.
где С-концентрации определяемого элемента в образце (х) и трасере (Тр), т-навески образца (х) и трасера (Тр), М-молекулярные массы изотопов, X, ¥, изотопные отношения в природных образцах, в трасере и в равновесной смеси трасера с образцом соответственно для всех и изотопов, «-количество изотопов, /-текущее значение номера изотопа, Аг-выбранное значение номера изотопа.