微量元素地球化学课件（中国地质大学） 1微量元素的测定技术及数据分析.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ICP-AESInductively coupled plasma-atomic emission spctrometry 1960s,原子发射光谱作为实验技术得到发展； 1970s,出现商品化原子发射光谱仪； 1980s,原子发射光谱仪成为许多应用领域的首选分析方法。 ICP 最初是作为高温条件下生长晶体的介质而设计的（Reed, 1961） 高温特征 原理 当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场(绿色)。 开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大(数百安)，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 ICP-AES 全谱直读等离子体光谱仪 采用CID阵列检测器，可同时检测165～800nm波长范围内出现的全部谱线； 中阶梯光栅分光系统，仪器结构紧凑，体积大大缩小； 兼具多道型和扫描型特点；CID：电荷注入式检测器(charge injection detector), 28×28mm半导体芯片上，26万个感光点点阵( 每个相当于一个光电倍增管). 仪器特点: 测定每个元素可同时选用多条谱线； 可在一分钟内完成70个元素的定量测定； 可在一分钟内完成对未知样品中多达70多元素的定性； 1mL的样品可检测所有可分析元素； 扣除基体光谱干扰； 全自动操作； 分析精度：~0.5%。 ICP-AES检出限 ICP-MSInductively coupled plasma-massspectrometry ICP-MS检出限：ppt (10-12) 优点 质谱图(m/z)简单易识别（即使是复杂基体） 在整个质量范围内，绝大多数元素的灵敏度一致 检出限异常低，绝大多数元素DL0.01ng/mL (也就是说固体样品中的定量限低于50ng/g) 动态线性范围宽（5个数量级），可以多元素同时测定的浓度范围为0.01ng/mL到1.0?g/mL 精密度(RSD)一般介于2-5%，准确度优于5% 分析速度快（一般一个样品60s） 利用特殊进样方法可分析非常小的样品(10?l) 适合于元素和同位素比值分析（比值的精密度一般不会优于0.1%RSD）。 LA-ICP-MS Günther and Hattendorf, 2005 优点 质谱图(m/z)简单易识别（即使是复杂基体） 在整个质量范围内，绝大多数元素的灵敏度一致 检出限异常低，绝大多数元素DL0.01ng/mL (也就是说固体样品中的定量限低于50ng/g) 动态线性范围宽（5个数量级），可以多元素同时测定的浓度范围为0.01ng/mL到1.0?g/mL 精密度(RSD)一般介于2-5%，准确度优于5% 分析速度快（一般一个样品60s） 利用特殊进样方法可分析非常小的样品(10?l) 适合于元素和同位素比值分析（比值的精密度一般不会优于0.1%RSD） 可以进行原位空间分辨分析，深度分析 1 10 100 1000 10000 100000 10000001 177 353 529 705 881 1057 1233 1409 La139 Pb208 U238 1 10 100 1000 10000 100000 100000036 38 40 42 La139 Pb208 U238 In situ? Major Traces Isotopes XRF Y Some Cheap and robust EMP Y Y Some Cheap ICP-AES Y Y Replaced by ICP-MS ICP-MS Y Y De facto standard LA-ICP-MS Y Y Y Some Increasingly popular; expensive, robust once set up. Lot of potential for isotopes ID-TIMS (possible) Y Basic tool for geochronology. Complicated to use (clean chemistry) SHRIMP Y Y Regarded as stadard for geochrono, but extremely expensive and difficult to use. Will probably be replaced by LA