Рентгенофлуоресцентный анализ растворов с использованием поликапиллярной оптики

• Автор: Болотоков, Андзор Адалгериевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Общая характеристика работы

Глава 1 Обзор литературы

1.1 рРФА возможности и перспективы

1.2 Способы фокусировки рентгеновского излучения

1.3 Способы повышения чувствительности ЭДРФА в анализе 22 растворов

1.4 Комбинация РФА с сорбционным концентрированием в ряду

методов определения элементного состава жидкостей

1.5 Анализ единичной капли

1.6 Постановка задач диссертационной работы

Г лава 2 Методическая часть
2.1 Использованная аппаратура
2.2 Элементная база. Поликапиллярная линза
2.3 Использованные сорбенты
2.4 Определяемые элементы, анализируемые среды. Приготовление 43 модельных растворов
2.5 Методики проведения экспериментальных исследований
2.5.1 Исследование растворов на основе деионизованной воды
2.5.2 Исследование растворов на основе водопроводной воды
2.5.3 Прямой анализ экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) в 53 объеме раствора и в микрокапле
Глава 3 Результаты и их обсуждение
3.1 Макетный и опытный образцы спектрометров
3.2 Программа сбора и обработки спектров флуоресценции
3.2.1 Метод фундаментальных параметров
3.2.2 Метод относительных интенсивностей

3.2.3 Процедура восстановления первичного спектра рентгеновской 64 трубки
3.2.4 Примеры восстановления спектров РТ и количественного 68 анализа проб методом фундаментальных параметров
3.3 Обоснование выбора поликапиллярной оптики для повышения 72 чувствительности РФА
3.4 Прямой анализ растворов на примере экстракционной-фосфорной 81 кислоты
3.4.1 Определение макрокомпонентов ЭФК в объеме раствора
3.4.2 Определение компонентов ЭФК в единичной микрокапле 88 раствора
3.5 Комбинированная схема с предварительным концентрированием
3.5.1 РФ-микроанализ многокомпонентных модельных и реальных 95 растворов с предварительным концентрированием на единичных зернах сорбентов
3.5.2 Использование сорбентов ДЭТАТА
3.5.3 Сульфополистирольный катионит SAC 8
3.5.4 Переход к реальным растворам на основе водопроводной воды
3.6 Микроанализ различных образцов прямым методом (примеры 112 использования)
Выводы
Список литературы

Список условных обозначений
ААС - атомно-абсорбционная спектрометрия;
ЭТААС — атомно-абсорбционная спектрометрия с электротермической атомизацией в графитовой кювете;
ИСП-АЭС - атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой;
ИСП-МС - масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой;
НАА - нейтронно-активационный анализ;
РИ - рентгеновское излучение;
РОС - рентгенооптическая система;
РФС - рентгенофлуоресцентный спектрометр;
ВДРФС - волнодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр;
ЭДРФА - энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализ;
ЭДРФС - энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр;
РФА - рентгенофлуоресцентный анализ;
ПВО - полное внешнее отражение;
ЭЗМА - электронно-зондовый микроанализ;
МФП - метод фундаментальных параметров;
1 - индекс основной характеристической линии /-го элемента;
ф ]=1.. .И - индекс суммирования по всем матричным элементам;
С) - концентрация /-го элемента;
Ееф1 - энергия края поглощения основной линии /-го элемента;
Е - энергия падающего рентгеновского излучения;
Е| - энергия основной характеристической линии /-го элемента;
Е' — энергия спектра падающего на образец рентгеновского излучения;
Ео - энергия максимального края поглощения легкой мишени;
Е,Пах - энергия соответствующая напряжению анода рентгеновской трубки;

микрокомпонентов на энергодисперсионном полупромышленном образце прибора «XFA-200 Sensor». Пределы обнаружения на данном приборе снижены в среднем на три порядка и составляют для некоторых элементов десятки ppb (Fe-30, Ni-60, Cu-90).
Получение твердых субстанций в виде тонких пленок позволяет улучшить соотношение сигнал-фон, достигая низких пределов обнаружения. Например, в работе [103] при анализе речной воды были достигнуты концентрационные значения на уровне десятков ppb (As-82, Pb-35,3, Se-13, Rb-11) на
волнодисперсионном спектрометре ZSX Primus II с пределом обнаружения при прямом анализе растворов несколько единиц ppm. При этом использовали 2-х ступенчатое упаривание в вакууме с использованием специальных подложек Ultra-carry и специальных камер Ultra-dry.
Несмотря на достоинства предложенных подходов, остаются ограничения для их применения связанные с общей продолжительностью анализа (1-2 часа), а также с необходимостью использования относительно больших объемов проб анализируемых растворов (десятки миллилитров и больше), особенно, при небольшом содержании определяемых компонентов.
1.5 Анализ единичной капли
Наиболее современным рентгенофлуоресцептным методом анализа малых проб, а именно, анализа единичной капли, является метод в геометрии полного внешнего отражения (TXRF - Total reflection X-Ray Fluorescence) [88, 114]. В этом методе, первичным монохроматическим рентгеновским лучом облучается высушенная капля анализируемого раствора, помещенного па гладкую поверхность, под малым углом, меньшим, чем критический угол, что снижает поглощение и рассеяние в образце и приводят к повышению чувствительности, позволяя определять содержание следовых количеств элементов от алюминия до урана вплоть до 1 ppb. Однако приборы высокого класса, использующие такой метод, доступны лишь ограниченно по своим ценовым показателям.