X射线荧光光谱的样品制备与分析

1、X 射线荧光光谱的样品制备与分析陈老师（杭州哲博化工科技有限公司哲博检测中心，浙江大学国家大学科技园，杭州西溪路 525 号，310013,Email:;zhebocs163.cojtiX 射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和T射线之间。它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为 0.001-50nm 的电磁辐射。对分析化学家来说，最感兴趣的波段是 0.01-24nm,0.01nm 左右是超铀元素的 K 系谱线，24nm 则是最轻元素 Li 的 K系谱线。 1923 年 G.VonHevesy 提出了应用 X 射线荧光光谱进行定量分析， 但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际

2、应用，直到 20 世纪 40 年代后期，随着 X射线管和分光技术的改进，X 荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要的分析手段。X 射线荧光光谱法有如下特点：1 .分析的元素范围广，从 4Be 到 92U 均可测定；2 .荧光 X 射线谱线简单，相互干扰少，样品不必分离，分析方法比较简便；3 .分析浓度范围较宽，从常量到微量都可分析。重元素的检测限可达 ppm 量级，轻元素稍差；4 .分析样品不被破坏，分析快速，准确，便于自动化。下面就 X 荧光光谱的方法分别阐述：一、样品制备进彳 TX 射线荧光光谱分析的样品，可以是固态，也可以是水溶液。无论什么样品，样品制备的情况对测定误差影响很

3、大。对金属样品要注意成份偏析产生的误差；化学组成相同， 热处理过程不同的样品， 得到的计数率也不同； 成分不均匀的金属试样要重熔，快速冷却后车成圆片；对表面不平的样品要打磨抛光；对于粉末样品，要研磨至 300目-400 目，然后压成圆片，也可以放入样品槽中测定。对于固体样品如果不能得到均匀平整的表面，则可以把试样用酸溶解，再沉淀成盐类进行测定。对于液态样品可以滴在滤纸上，用红外灯蒸干水份后测定，也可以密封在样品槽中。总之，所测样品不能含有水、油和挥发性成分，更不能含有腐蚀性溶剂。二、定性分析不同元素的荧光 X 射线具有各自的特定波长，因此根据荧光 X 射线的波长可以确定元素的组成。如果是波长色

4、散型光谱仪，对于一定晶面间距的晶体，由检测器转动的28 角可以求出 X 射线的波长入，从而确定元素成分。事实上，在定性分析时，可以靠计算机自动识别谱线，给出定性结果。但是如果元素含量过低或存在元素间的谱线干扰时，仍需人工鉴别。首先识别出 X 射线管靶材的特征 X 射线和强峰的伴随线，然后根据 29 角标注剩斜谱线。在分析未知谱线时，要同时考虑到样品的来源，性质等因素，以便综合判断。三、定量分析X 射线荧光光谱法进行定量分析的依据是元素的荧光 X 射线强度 I1 与试样中该元素的含量 Wi 成正比：Ii=IsWi(10.2)式中，Is 为 Wi=100%时，该元素的荧光 X 射线的强度。根据式(

5、10.2),可以采用标准曲线法，增量法，内标法等进行定量分析。但是这些方法都要使标准样品的组成与试样的组成尽可能相同或相似，否则试样的基体效应或共存元素的影响，会给测定结果造成很大的偏差。 所谓基体效应是指样品的基本化学组成和物理化学状态的变化对 X 射线荧光强度所造成的影响。化学组成的变化，会影响样品对一次 X 射线和 X 射线荧光的吸收，也会改变荧光增强效应。例如，在测定不锈钢中 Fe 和 Ni 等元素时，由于一次 X射线的激发会产生 NiKa 荧光 X 射线，NiKa 在样品中可能被 Fe 吸收，使 Fe 激发产生FeKa,测定 Ni 时，因为 Fe 的吸收效应使结果偏低，测定 Fe 时，由于荧光增强效应使结果偏高。但是，配置相同的基体又几乎是不可能的。为克服这个问题，目前 X 射荧光光谱定量方法一般采用基本参数法。 该办法是在考虑各元素之间的吸收和增强效应的基础上，用标样或纯物质计算出元素荧光 X 射线理论强度，并测具荧光 X 射线的强度。将实测强度与理论强度比较，求出该元素的灵敏度系数，测未知样品时，先测定试样的荧光 X 射线强度， 根据实测强度和灵敏度系数设定初始浓度值，再由该浓度值计算理论强度。将测定强度与理论强度比较，使两者达到某一预定精度，否则要再次修正，该法要测定和计算试样