X射線熒光光譜法測定鈦白粉樣品中10種微量元素

寸鳳妹　李小莉

摘 要 采用粉末壓片，用Axios XRF光譜儀測定鈦白粉品中Sb、Nb、Zr、Fe、S、P、K、Si、Al和Te 10種微量元素。以標準樣品的配置和樣品的制備為重點，在鈦白粉樣品中加入一定量的甲基纖維素混勻、壓片，樣品表面光滑、平整。克服了用鈦白粉樣品直接壓片，由于樣品粘性較大不僅粘模具，而且樣片表面凹凸不平的缺點。用經(jīng)驗系數(shù)和RhKα線的康普頓散射線作內(nèi)標校正基體效應，方法簡便、快速、準確，分析結(jié)果準確度能滿足工廠質(zhì)量監(jiān)控要求。

關鍵詞 X射線熒光光譜法 鈦白粉樣品 微量元素

鈦白粉被廣泛應用于塑料、油漆及食品添加劑中，鈦白粉中雜質(zhì)元素的含量會嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，如；鐵含量高會使其顏色發(fā)黃，磷含量高會影響產(chǎn)品性質(zhì)，為保證鈦白粉的質(zhì)量，必須對其雜質(zhì)含量作嚴格控制。

在工廠鈦白粉中雜質(zhì)的測定通常采用化學法[1～4]，僅能測定磷和鐵等少量元素， 且耗時長，遠遠不能滿足工業(yè)生產(chǎn)快速質(zhì)量監(jiān)控要求。XRF熒光光譜法具有簡單、快速、靈敏、準確，而且能進行多元素分析 [5～12]，是分析領域中重要分析手段。但在鈦白粉樣品的分析中報道很少，僅為使用熔融片X射線熒光光譜法測定鈦白粉樣品中主次量元素[13，14]。為此，本文應用Axios XRF光譜儀對鈦白粉樣品中10種微量元素進行測定，分析結(jié)果的精密度和準確度均較好，可以滿足鈦白粉廠生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)控要求。

1 實驗

1.1 儀器與試劑

Axios X射線熒光光譜儀，帕納科公司（原飛利浦分析儀器公司），工作條件為：2.4kW高功率，最大激發(fā)電壓60kV，最大電流125mA，高透過率，SST超尖銳長壽命陶瓷端窗（75）銠靶X光管。Superq4.0D軟件，68位自動進樣器，HP6500彩色打印機。

本實驗所使用的化學試劑為甲基纖維素（分析純），鈦白粉樣品來自安徽銅陵鈦白粉廠。

1.2 元素測量條件

為準確測定鈦白粉樣品中多種微量元素，使用幾個標樣對元素的分析線和背景進行選擇，各元素的測量條件見表1。

1.3 樣品制備

鈦白粉樣品中雜質(zhì)元素的含量很低，為準確測量雜質(zhì)元素含量，采用粉末壓片法制樣。試樣制備的質(zhì)量是影響雜質(zhì)元素準確測定的關鍵步驟之一。由于鈦白粉樣品中粘性較大，直接壓片就會粘模具，使其測量面凹凸不平，不光滑。為此采用甲基纖維素（白色粉末）作粘結(jié)劑。

稱取在105℃烘2h鈦白粉樣品4.00g和1.00g甲基纖維素，在瑪瑙缽中研磨20min，以保證樣品與甲基纖維素充分混勻，在3.18Х107pa壓力下保壓30s制備試樣，試樣表面十分平整光滑。標準樣品也同樣制備。

1.4 標準樣品選擇

采用粉末壓片制樣，標準樣品應與待分析樣品在結(jié)構(gòu)、化學組成，礦物效應和顆粒度方面一致，否則由于存在顆粒度和礦物效應，未知樣品的結(jié)果會產(chǎn)生較大誤差。由于鈦白粉的標樣較少，選用安徽銅陵鈦白粉廠不同品位段的鈦白粉樣品，對選中的樣品研磨至粒度為0.037mm，然后經(jīng)過3個不同人員，用濕化學法測定TiO2[1]，其它元素的測定主要用分光光度法、原子吸收光譜法、等離子體發(fā)射光譜法[2，3] 定值，取3次測定的平均值作為標準參考值，使其具有一定含量范圍又有適當含量梯度能覆蓋整個生產(chǎn)范圍的標準系列。標樣中各元素的含量范圍見表2。

1.5 基體效應及譜線重疊干擾校正

鈦白粉樣品很細，且標樣和分析樣品生產(chǎn)工藝流程完全相同，減少了顆粒度和礦物效應。由于采用粉末樣品壓片制樣，元素間的吸收增強效應仍然存在，故采用經(jīng)驗α系數(shù)法和康普頓散射線內(nèi)標校正基體效應。本法所用的帕納科公司SuperQ軟件的綜合數(shù)學校正公式為：

式中：Ci為校準樣品中分析元素i的含量（在未知樣品分析中為基體校正后分析元素i的含量）；Di為分析元素i校準曲線的截距；Lim為干擾元素m對分析元素i譜線重疊干擾校正系數(shù)；Zm為譜線重疊干擾元素；Ei為分析元素i校準曲線的斜率；Ri為分析元素i的計數(shù)率（或與內(nèi)標的強度比值）；Zj、Zk為共存元素的含量或計數(shù)率；N為共存元素的數(shù)目；α、β、γ、δ為校正基體效應的因子；i為分析元素；m為干擾元素；j和k為共存元素。

2 結(jié)果和討論

2.1 檢出限

檢出限的計算公式：

2.2 制樣再現(xiàn)性

采用樣品，重復制備5個樣片，按表1測量條件進行測量，并將測定結(jié)果進行統(tǒng)計，其統(tǒng)計結(jié)果見表4。由表4中的數(shù)據(jù)可知本法制樣重現(xiàn)性良好。

2.3 分析結(jié)果對照

用2個有化學值的樣品（AA1和AA2）作為未知樣品，使用表1的測量條件進行測量，其分析結(jié)果對照見下表5。

3 小結(jié)

在鈦白粉樣品中加入甲基纖維素，混勻，壓片，采用鈦白粉樣品經(jīng)化學定值后作為標準，用經(jīng)驗系數(shù)法和散射線作內(nèi)標，校正基體效應，方法簡便、快速、準確，提高分析結(jié)果的精密度和準確度。

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