Study on the Factors Influencing the Separation of Sr and Nd in Sediments by Ion Exchange Resin
-
摘要: Sr和Nd同位素是地质学研究中经典的同位素定年和示踪体系。传统沉积物中Sr和Nd分离方法通常是利用AG50W-X8树脂分离Sr与稀土元素（REEs），再用Sr和Ln特效树脂分别对Sr和Nd纯化，但对于Fe元素含量较高的沉积物样品，该方法对REEs的洗脱率偏低，仅有50%。另外，AG50W-X8树脂高度、洗脱酸种类、Sr特效树脂淋洗酸体积以及Ln特效树脂过柱方式对Sr和Nd分离都有影响。为分析上述因素对Sr和Nd分离效果的影响，本文以水系沉积物标准物质GBW07309为例进行了研究，结果表明：①高含量的Fe会显著影响Sr和Nd的分离效果，而AG1-X8树脂可以有效去除Fe；②当AG50W-X8树脂高度为1 mL，硝酸作为洗脱酸时，Sr和REEs的分离效果较好；③Sr特效树脂淋洗酸中硝酸淋洗体积达到15 mL时可以有效分离Sr和Rb；④Ln特效树脂采用重力过柱方式时Sr和Nd分离效果较好，没有拖尾现象。本研究解决了Fe对分离Sr和Nd的干扰，K、Na、Ca、Mg、Fe、Rb、Sm去除率达到99%以上，完全满足Sr和Nd同位素分析的要求，为离子交换树脂法分离沉积物中Sr和Nd提供了较详细的前处理经验数据。Abstract:BACKGROUNDIn geological studies, Sr and Nd isotopes are classical isotopic dating and tracer systems.OBJECTIVESThe traditional separation method usually uses the AG50W-X8 resin to elute and separate Sr and REEs in sediments, and then uses Sr-special resin and Ln-special resin to purify Sr and Nd, respectively. However, this method has lower recovery of REEs (only 50%) for sediments with high Fe content.METHODSIn addition, height and elution acid species of AG50W-X8 resin, Sr resin elution acid volume, and Ln resin washing ways have impacts on the separation of Sr and Nd. In this work, in order to investigate the effect of these factors on the separation of Sr and Nd in detail, we took river sediment (GBW07309) as an example.RESULTSThe results showed that (1) high Fe content significantly affected the separation effect of Sr and Nd, and AG1-X8 resin could effectively remove Fe; (2) using 1 mL AG50W-X8 resin and HNO3 as the eluting acid, the separation effect of Sr and REEs was the best; (3) Sr and Rb could be effectively separated when the elution acid volume of Sr-special resin reaches 15 mL; (4) Nd was separated well without trailing phenomenon when gravity column method was used to wash the Ln-special resin.CONCLUSIONSThis method solves the Fe interference during separation of Sr and Nd. More than 99% of K, Na, Ca, Mg, Fe, Rb, and Sm were removed, which fully satisfied the requirements for the analysis of Sr and Nd isotopes. This paper provides more detailed empirical data for the separation of Sr and Nd isotopes in sediments by ion exchange resin method.
-
Keywords:
- sediments /
- Sr /
- Nd /
- ion exchange resins /
- Fe /
- rare earth elements
-
银是传统的贵金属，也是重要的工业原料，广泛应用于饰品、感光材料、电子电气、医药化工等领域，是地球化学研究的一个重要元素，是区域地球化学调查和多目标地球化学调查必测项目之一，对于分析贵金属和有色金属地球化学异常、建立地质-地球化学找矿标志和矿产资源预测等具有重要意义。化探样品中银的测定方法主要有火焰原子吸收法[1-2]、石墨炉原子吸收光谱法[3-4]、交流电弧发射光谱法等[5-6]。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有检出限低、线性范围宽、多种元素可同时测定等优点，广泛应用于动植物样品[7-8]、环境普查[9]、水质分析[10-11]、同位素分析[12]、稀土元素分析[13-15]、地质样品中金属元素的测定[16-17]。然而采用ICP-MS测定银时，银的两个稳定同位素均受锆和铌的干扰，其中107Ag(51.4%)受91Zr16O+、90Zr16O1H+、93Nb14N+的质谱干扰，而109Ag(48.16%)受93Nb16O+、92Zr16O1H+的质谱干扰[18]。大多数样品中铌、锆的含量远高于银的含量，如迟清华等编著的《应用地球化学元素丰度数据手册》[19]附表《华北地台大陆地壳的化学元素丰度表》中，干扰元素锆在总陆壳中的丰度为146μg/g，铌为10μg/g，银为0.057μg/g；在附表《中国土壤化学元素土壤均值表》中，锆的丰度为250μg/g，铌为16μg/g，银为0.08μg/g。应用ICP-MS法直接测定银时，铌、锆的质谱干扰严重，测量结果偏差较大。
解决质谱干扰的方法主要有样品前处理过程中分离干扰元素，以及测定时使用质谱干扰消除技术。①前处理方法中，降低干扰元素浓度的方法主要有王水偏提取法和干扰元素预分离法。在沸水浴条件下使用王水溶样[20-21]，大多数样品中银可溶出，而干扰元素锆、铌仅少量溶出，从而实现了待测元素与干扰元素的有效分离，具有用酸量少、消解速度快、成本低的优点。但由于王水不能破坏硅酸盐结构，存在硅酸盐结合态银难以溶出的问题，该方法应用有局限性。四酸法溶样可将银完全溶出，但铌、锆等干扰元素也大量溶出。将干扰元素锆、铌与待测元素银分离的方法有P507树脂吸附分离法[22-23]、氨水分离法[24-25]等。P507树脂吸附分离法对干扰元素铌、锆等有选择性吸附性作用，从而消除干扰元素，但对于大批量的化探样品而言，吸附操作流程较为繁琐。氨水分离法是利用银与氨水可形成溶解性配合物，而锆形成难溶的氢氧化物沉淀，从而实现银与锆的分离。操作过程中会出现氢氧化铝、氢氧化铁等大量无定形沉淀，存在沉淀吸附现象。②样品测定过程中的质谱干扰消除技术，主要有标准模式下使用干扰方程校正法进行测定[21]，或使用动能歧视模式[26-27]、碰撞池技术进行测定[28-30]。标准模式下干扰方程校正法的灵敏度最高，因氧化物、多原子质谱主要与仪器的设计、调谐及运行状态等因素有关，波动较大，每次测定前均要重新校正氧化物干扰系数。动能歧视模式和碰撞池技术测定，仪器配置上均需要碰撞池功能模块，引入碰撞气体或反应气体，能有效降低多原子质谱干扰，尤其是氩的背景干扰，可消除部分氧化物干扰，但不能消除所有的干扰，仪器的灵敏度低于标准模式，不利于痕量银的分析。由于化探样品基体的复杂性，通常单独使用一种消除干扰物的手段不能适用于所有样品，可以将样品前处理分离干扰物与仪器测定消除干扰相结合，使干扰降到最低。
干扰物锆、铌的可溶性盐在强酸性下可与磷酸生成极难溶的化合物[31-32]，而银在强酸性下不与磷酸反应。采用硝酸、氢氟酸、高氯酸消解，浓盐酸复溶样品，加入磷酸使干扰元素生成难溶的磷酸化合物，从而可通过沉淀法将干扰元素锆、铌与银分离，本文就磷酸的实际分离效果进行研究。ICP-MS测定时，在线三通加入铑内标溶液，以校正仪器的非质谱基体干扰和信号漂移，标准模式下在线干扰方程校正法测定。首先用锆、铌的标准溶液考察了磷酸的加入量对锆、铌的沉淀作用，随后选取不同类型、不同含量的国家一级标准样品进行准确度与精密度验证，最后通过分析未知样品，与交流电弧发射光谱法的测量数据进行比较，以检验本方法分析效果与行业标准方法的一致性。
1. 实验部分
1.1 仪器及工作条件
ICAP Q型电感耦合等离子体发射光谱(美国ThermoFisher Scientific公司)，仪器主要工作参数为：射频功率1500W；冷却气流速14L/min；辅助气流速0.8L/min；雾化气流速0.95L/min，Babington型雾化器，半导体冷却室温度4℃；扫描方式：跳峰。每次开机点火后均用专用调试液进行自动调谐，雾化气流速、炬管位置、离子透镜等参数均由仪器自动调谐完成设置，使仪器最佳化，氧化物比值(CeO+/Ce+)小于2.0%。
1.2 标准溶液和主要试剂
银、锆、铌、铑单元素标准储备液(国家有色金属及电子材料分析测试中心)，均为1000mg/L。先用5%硝酸稀释为50μg/L的银标储备液，再用2%硝酸逐级稀释成含银量为0.25μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、2.5μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L的标准溶液系列。锆用5%盐酸稀释为20.0mg/L的单元素标准溶液，铌用5%盐酸稀释为2.0mg/L的单元素标准溶液，铑用3%硝酸稀释为5μg/L的内标使用液。
85%磷酸(天津市大茂化学试剂厂，优级纯)，吸取3.5mL于1000mL水中，浓度为0.05mol/L；盐酸、硝酸(成都市科隆化学品有限公司，优级纯)；高氯酸(天津市大茂化学试剂厂，优级纯)；实验用水为去离子水(北京信德源纯水机，LRE2-250L-U10，电导率小于1.0μS/cm)。
1.3 实验样品
GBW07105、GBW07307a、GBW07430等18个待测元素有一定浓度梯度，干扰元素、样品性质有代表性的国家一级地球化学标准物质，均为中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制。
实际测试样品：选取了含量有代表性的区域调查项目送检样品，取样地点为甘肃酒泉市北戈壁地区，为地表取样，包含土壤、水系沉积物及岩屑等样品类型，根据送检顺序依次进行实验编号。
1.4 样品制备及测定
1.4.1 磷酸沉淀实验样品的制备及测定
在一组25mL比色管中均加入盐酸(1：3)5mL、20mg/L锆标准溶液2.0mL、2.0mg/L铌标准溶液2.0mL，作为模拟样品。样品中锆、铌的浓度，相当于取样量为0.2g时，含锆200μg/g、铌20μg/g的地质样品中锆、铌全部溶出的浓度。分别加入0.05mol/L磷酸0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10mL，定容并摇匀，静置12h以上，或取部分样品于离心管中，以3000r/min离心5min，使沉淀与溶液完全分离。吸取上清液2.0mL于塑料刻度管中，定容至10mL。ICP-MS测定时，用三通在线加入5.0μg/L铑内标溶液，以校正仪器的信号漂移，锆、铌的分析同位素选择90Zr、93Nb。
1.4.2 化探样品与空白样品的消解与制备
称取0.2000g样品于50mL聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL硝酸，置于180℃的电热板上，有红棕色烟雾冒出时，加入10mL氢氟酸，30min后加入2mL高氯酸，加热至白烟冒尽，加入5mL浓盐酸提取，待红棕色烟雾消失后，加入一定量0.05mol/L磷酸，冷却后将样品转入25mL塑料比色管中，定容并摇匀，静置12h以上，少量样品可用离心法使溶液澄清。吸取上清液2.0mL于塑料容量管中，用去离子水定容至10mL，摇匀待测。按照样品分析步骤，同时做全流程试剂空白。
2. 结果与讨论
2.1 磷酸对锆和铌的沉淀作用
锆的可溶性盐与磷酸在强酸性环境下生成难溶于水的水合磷酸锆，此反应可制备磷酸锆的纳米材料[33]，铌与磷酸有类似的反应和化合物生成[31]。用含量与真实样品中锆、铌溶出量接近的标准溶液，加入不同体积的0.05mol/L磷酸，样品制备及测定过程见1.4.1节。以90Zr、93Nb的离子计数为纵坐标，0.05mol/L磷酸的加入体积为橫坐标作图，结果见图 1。从图 1可知，实验条件下，随着0.05mol/L磷酸加入量的增加，溶液中90Zr、93Nb的离子计数逐渐降低。当磷酸加入量大于5mL时，溶液中90Zr、93Nb的离子计数降低量不再明显，锆的离子计数从4.23×106cps降至0.39×106cps，铌的离子计数从5.30×105cps降至2.11×105cps。此时溶液中磷酸的物质的量浓度与锆、铌的物质的量浓度之比大于500倍，远高于化学计量所需。根据溶解-沉淀平衡定律，锆、铌浓度的降低主要是由于同离子效应，过量的磷酸抑制了锆、铌磷酸化合物的溶解，锆、铌的浓度越高，该种效果越显著，可将溶解性锆、铌的浓度控制在相对稳定的范围内。综合ICP-MS测定样品时磷酸基体不宜引入过高的原则，0.05mol/L磷酸最佳加入量为5mL。
![]()
图 1 0.05mol/L磷酸加入体积与锆、铌的离子计数Figure 1. 0.05mol/L phosphoric acid addition and the ion counting of Zr and Nb2.2 分析同位素的选择及质谱干扰的消除
样品提取时加入浓盐酸可降低硝酸的用量，从而能消除93Nb14N+对107Ag的质谱干扰，使107Ag主要受锆的干扰，该干扰校正简单，而109Ag受两个元素的干扰，该干扰校正复杂，因此选择107Ag为分析同位素。
锆的氧化物90Zr16O+与91Zr16O+有相同的氧化物生成产率，90Zr16O+同质量数的元素是106Pd，可用106Pd间接校正91Zr16O+对107Ag的干扰。106Pd的表观离子计数中扣除Pd元素的离子计数及同质异位素106Cd的离子计数，则106Pd的离子计数实际为90Zr16O+的离子计数。扣除方程为：
$ \begin{aligned} I\left({ }^{90} \mathrm{Zr}^{16} \mathrm{O}^{+}\right)=& I\left({ }^{106} \mathrm{Pd}\right)_{\text {表观 }}-0.09765 \times I\left({ }^{111} \mathrm{Cd}\right) \\ &-1.224 \times I\left({ }^{105} \mathrm{Pd}\right) \end{aligned} $
(1) 不难得出，锆的氧化物91Zr16O+的干扰校正方程为：
$I\left({ }^{91} \mathrm{Zr}^{16} \mathrm{O}^{+}\right)=I\left({ }^{106} \mathrm{Pd}\right) \times\left[w\left({ }^{91} \mathrm{Zr}\right) / w\left({ }^{90} \mathrm{Zr}\right)\right] $
(2) 还可得出，锆的氢氧化物90Zr16O1H+的干扰方程为：
$\begin{aligned} I\left({ }^{90} \mathrm{Zr}^{16} \mathrm{O}^{1} \mathrm{H}^{+}\right)=& I\left({ }^{106} \mathrm{Pd}\right) \times\left[\gamma\left(\mathrm{ZrOH}^{+}\right) /\right.\\ &\left.\gamma\left(\mathrm{ZrO}^{+}\right)\right] \end{aligned} $
(3) 式中：I为元素或离子的离子计数，w为元素的同位素丰度，γ(ZrOH+)为氢氧化物干扰系数，γ(ZrO+)为氧化物干扰系数。用锆的单标准溶液测得γ(ZrO+)=0.007353，γ(ZrOH+)=0.0004383(不同仪器有不同的氧化物及氢氧化物干扰系数)。将氧化物干扰校正方程(1)与氢氧化物干扰校正方程(2)加和，得106Pd间接校正的总干扰系数为0.2777。将测得的107Ag表观离子计数减去总干扰离子计数，可得107Ag的干扰校正方程为：
$ I_{\text {实际 }}\left({ }^{107} \mathrm{Ag}\right)=I_{\text {表观 }}\left({ }^{107} \mathrm{Ag}\right)-0.2777 \times I\left({ }^{106} \mathrm{Pd}\right) $
(4) 从锆的氧化物和氢氧化物干扰系数可知，锆对107Ag的干扰，主要是氧化物干扰，约占总干扰系数的78.5%。90Zr16O+与91Zr16O+之间的比值，只与元素同位素的丰度有关，波动很小。而氧化物干扰系数与仪器的设计、运行状态密切相关，波动较大，因此106Pd间接校正的效果优于周丽萍等[19]、杨艳明等[21]用锆的氧化物系数直接校正的效果。
铌的丰度普遍低于锆，氢氧化物干扰低于氧化物干扰，可用类似的方法校正109Ag。同时测定107Ag和109Ag时，仪器运行过程中用103Rh内标监控仪器的信号漂移以外，两个两位素测定值的差异可用于判断氧化物及干扰元素浓度等质谱干扰源的信息。
2.3 分析方法评价
2.3.1 方法检出限与空白试验
按本文制定的方法做12份全流程空白，得到的标准偏差为0.0024μg/g，按3倍标准偏差(3SD)为检出限计算得方法的检出限为0.0072μg/g，以3倍检出限计算定量限，得方法的定量限为0.021μg/g，满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130.4—2006)银的检出限0.02μg/g、定量限0.06μg/g的质量要求。方法检出限优于徐进力等[26]用动能歧视模式测定得到的检出限(0.02μg/g)，与孙朝阳等[24]用氨水分离法得到的检出限(0.0041μg/g)接近。
2.3.2 方法精密度
选择国家一级标准物质岩石GBW07105、水系沉积物GBW07307a、土壤GBW07430，按上述方法与流程进行样品前处理和测定，银测定值的相对标准偏(RSD)为4.3%~12.1%(表 1)。按化探样品的分析规范DZ/T 0130.4—2006要求，小于3倍检出限，RSD(GBW) < 17%，RSD(GBW) < 10%。以银的行业标准要求检出限为0.02μg/g计算，精密度在规范允许的范围内，能满足分析方法的要求。本方法的精密度介于动能歧视模式测定的RSD(5.8%~15%)、氨水分离法测定的RSD(2.5%~7.8%)之间。
表 1 方法精密度Table 1. Precision tests of the method标准物质编号 银含量(μg/g) RSD (%) 12次测定值 平均值 GBW07105
(岩石)0.037 0.047 0.037
0.041 0.047 0.041
0.039 0.033 0.036
0.046 0.041 0.0340.040 12.1 GBW07307a
(水系沉积物)1.25 1.15 1.27
1.24 1.17 1.16
1.15 1.24 1.26
1.15 1.17 1.261.20 4.3 GBW07430
(土壤)0.129 0.123 0.131
0.152 0.126 0.136
0.142 0.162 0.151
0.161 0.130 0.1500.141 9.7 2.3.3 方法准确度
分析了6个水系沉积物、6个土壤及3个岩石系列国家一级标准物质，根据规范DZ/T 0130.4—2006中一级标准物质方法准确度评价方法，测定值与标准值的对数差，即:
$ \Delta \lg C=\lg C_{\mathrm{i}}-\lg C_{\mathrm{s}} $
(5) 式中：Ci为测定值，Cs为标准物质的标准值。3倍检出限以内，|ΔlgC| < 0.10；大于3倍检出限，|ΔlgC| < 0.05。15个标准物质的测定结果见表 2，银的行业标准要求检出限(3s)为0.02μg/g，表中样品分析结果与标准值基本一致。对于银含量大于0.06μg/g的样品，|ΔlgC|均小于0.05；对于银含量小于0.06μg/g的样品，|ΔlgC|均不大于0.1，符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》对一级标准物质方法准确度控制限的要求，能准确分析化探样品中银元素。
表 2 标准物质分析结果Table 2. Analytical results of Ag in certified reference materials样品类型 标准物质编号 银含量标准值(μg/g) 银含量测定值(μg/g) ΔlgC 水系沉积物 GBW07310 0.27±0.02 0.25 -0.040 GBW07311 3.2±0.4 3.35 0.019 GBW07312 1.15±0.11 1.08 -0.026 GBW07302a 0.040±0.011 0.049 0.088 GBW07304a 0.22±0.03 0.20 -0.037 GBW07305a 0.63±0.06 0.66 0.019 土壤 GBW07401 0.35±0.05 0.34 -0.018 GBW07402 0.054±0.007 0.050 -0.033 GBW07408 0.060±0.009 0.064 0.028 GBW07423 0.076±0.013 0.080 0.022 GBW07424 0.083±0.010 0.079 -0.021 GBW07430 0.14±0.02 0.13 -0.039 岩石 GBW07105 0.040±0.008 0.047 0.070 GBW07106 0.062±0.007 0.056 -0.044 GBW07107 0.047±0.009 0.042 -0.049 2.3.4 实际样品分析与其他方法的比较
选取10个实际样品，分别用本文实验方法进行测定，并与行业标准方法DZ/T 0279.11—2016交流电弧发射光谱法测定结果进行对比，具体数据列于表 3。假设实验方法与交流电弧发射光谱法间没有显著性差异，两种测试方法的相对偏差为di，采用成对试验t检验法对两种分析方法得出的结果进行检验，成对试验t检验法所用统计量为：
$ t=\frac{\left|\bar{d}-d_{0}\right|}{\sqrt{s^{2} / n}} $
(6) 表 3 本方法测定实际样品中银的分析结果与相关方法比对结果Table 3. Comparison of the analytical results of Ag in real samples determined by this method and alternating current arc emission spectrometry样品编号 银含量测定值(μg/g) 相对偏差(%) 本文方法 交流电弧发射光谱法 T-1 0.051 0.055 -7.55 T-2 0.038 0.030 23.5 T-3 0.327 0.321 1.85 T-4 0.094 0.104 -10.1 T-5 0.193 0.210 -8.44 T-6 2.260 2.250 0.44 T-7 0.917 0.895 2.43 T-8 0.402 0.384 4.58 T-9 0.262 0.234 11.3 T-10 0.045 0.040 11.8 式中：
$\bar{d} $ 为两种方法测定相对偏差的平均值；d0为成对数据差的期望值，d0=0；s为方差；n为数组数目。将各数据代入计算得t=0.90，小于t检验临界值t0.05, 9=2.26，因此接受假设，实验方法与行业标准方法交流电弧发射光谱法没有显著性差异。3. 结论
本文建立了用硝酸、氢氟酸、高氯酸溶样，盐酸复溶，磷酸沉淀法去除干扰元素锆、铌的五酸法处理样品，ICP-MS测定化探样品中银的分析方法。磷酸沉淀法分离干扰元素锆和铌，操作流程简单，无需其他辅助设备，适合大批量化探样品的前处理。ICP-MS在标准模式下采用干扰方程在线校正法测定，可适用于大多数仪器。用90Zr16O+等质量数的106Pd间接校正91Zr16O+、90Zr16O1H+对107Ag的质谱干扰，可减少锆元素直接校正法测定过程中氧化物产率波动引起的误差。经国家一级标准物质验证，银的测试结果与标准值基本一致，精密度在行业规范DZ/T 0130.4—2006允许的范围内。通过实际样品与行业标准方法(交流电弧发射光谱法)进行方法对比，测定结果基本一致，两者没有显著性差异，可为地质勘查提供可靠的分析数据。
本文只针对银元素作出分析与讨论。经验证，磷酸的引入对ICP-OES法测定K、Na、Ca、Mg、Li、Ba、Sr、Cu、Zn、Fe、Mn、Al、Ni、Cr、Ti等常规元素及La、Ce、Sc等稀土元素没有明显的光谱干扰，也不影响稀释后用ICP-MS法测定Cd、W、Mo、Pb、Co、Cs、Li、Be等元素。本方法可适用于大多数常规金属元素的测定，具有一定的经济效益和实用性。
-
![]()
图 1 AG50W-X8树脂(a)和AG1-X8树脂(b)对Fe的淋出曲线
Figure 1. Eluting curves of Fe separated by AG50W-X8 resin (a) and AG1-X8 resin (b)
![]()
图 2 AG50W-X8树脂以硝酸或盐酸为介质不同柱高下洗脱Sr曲线
Figure 2. Eluting curves of Sr separated by AG50W-X8 resin of different column heights with HNO3 or HCl as mediun
![]()
图 3 (a) AG50W-X8树脂以2 mol/L硝酸洗脱Sr的曲线；(b) AG50W-X8树脂以6 mol/L硝酸洗脱REEs的曲线
Figure 3. (a) Eluting curves of Sr separated by AG50W-X8 resin with 2 mol/L HNO3 as medium; (b) Eluting curves of REEs separated by AG50W-X8 resin with 6 mol/L HNO3 as medium
![]()
图 5 (a) Ln特效树脂采用不同过柱方式对Sm和Nd的洗脱曲线；(b) Ln特效树脂最佳条件下洗脱Nd元素曲线
Figure 5. (a) Eluting curves of Sm and Nd separated by Ln-special resin with different ways of washing columns; (b) Eluting curves of Nd separated by Ln-special resin in the best conditions
表 1 ICP-MS和ICP-OES仪器工作条件
Table 1 Measurement conditions of the ICP-MS and ICP-OES
ICP-MS ICP-OES 工作参数 设定条件 工作参数 设定条件 等离子体功率 1548 W 射频功率 1150 W 雾化气流量 1.057 L/min 最大积分时间 30 s 冷却气流量 13.82 L/min 辅助气(Ar)流量 0.5 L/min 辅助气流量 0.79 L/min 冲洗泵速 25 r/min 泵速 40.0 r/min 分析泵速 25 r/min 样品间隔冲洗时间 60 s 垂直观测高度 12 mm 测量模式 KED 样品冲洗时间 30 mm 
下载: 导出CSV
表 2 AG1-X8树脂洗脱各元素的效率
Table 2 Eluting efficiency of elements separated by AG1-X8 resin
元素 洗脱率(%) 23Na 97.53 24Mg 97.52 39K 97.40 44Ca 96.67 57Fe 0.374 85Rb 96.42 88Sr 96.43 146Nd 98.59 147Sm 95.87 注：洗脱率= $ \frac{{\rm{洗脱液元素含量}}}{{\rm{样品上柱前元素含量}}}$ ×100%。Fe元素首先富集在树脂柱上，用盐酸洗脱目标元素，此时Fe被淋洗的效率是0.374%，而后再用硝酸单独洗脱Fe，效率在99.63%。
下载: 导出CSV
-
朱炳泉.从壳幔同位素体系看不同地体的化学不均一性[J].科学通报, 1990, 35(21):1653-1655. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=KXTB199021015&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ Zhu B Q.Study on chemical heterogeneity of different terrane from slow shell isotope system[J].Chinese Science Bulletin, 1990, 35(21):1653-1655. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=KXTB199021015&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
何连花, 张俊, 高晶晶, 等.地质样品Sr和Nd同位素的化学分离方法改进[J].海洋科学进展, 2014, 32(1):78-83. doi: 10.3969/j.issn.1671-6647.2014.01.009 He L H, Zhang J, Gao J J, et al.Improvement of the method for chemical separations of Sr and Nd in geological samples[J].Advances in Marine Science, 2014, 32(1):78-83. doi: 10.3969/j.issn.1671-6647.2014.01.009
张永清, 凌文黎, 李方林.峡东地区南华纪-寒武纪地层风化过程元素及Sr-Nd同位素演化特征及其地球化学意义[J].地球科学, 2008, 33(3):301-312. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqkx200803002 Zhang Y Q, Ling W L, Li F L.Element and Sr-Nd isotopic mobility during weathering process of the Nanhuaian-Cambrian sedimentary strata in the Eastern Three Gorges and its geochemical implication[J].Earth Science, 2008, 33(3):301-312. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqkx200803002
Blaser P, Lippold J, Gutjahr M, et al.Extracting foramini-feral seawater Nd isotope signatures from bulk deep sea sediment by chemical leaching[J].Chemical Geology, 2016, 439:189-204. doi: 10.1016/j.chemgeo.2016.06.024
Dera G, Prunier J, Smith P L, et al.Nd isotope constraints on ocean circulation, paleoclimate, and continental drainage during the Jurassic breakup of Pangea[J].Gondwana Research, 2015, 27(4):1599-1615. doi: 10.1016/j.gr.2014.02.006
杨守业, 蒋少涌, 凌洪飞, 等.长江河流沉积物Sr-Nd同位素组成与物源示踪[J].中国科学(地球科学), 2007, 37(5):682-690. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgkx-cd200705013 Yang S Y, Jiang S Y, Ling H F, et al.Sr-Nd isotopic composition and source tracing of sediments from the Yangtze River[J].Science China (Earth Science), 2007, 37(5):682-690. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgkx-cd200705013
邵磊, 李长安, 张玉芬, 等.长江上游水系沉积物锶-钕同位素组成及物源示踪[J].沉积学报, 2014, 32(2):290-295. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=CJXB201402013&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ Shao L, Li C A, Zhang Y F, et al.Sr-Nd isotopic compositions of the upper Yangtze River sediments:Implications for tracing sediment sources[J].Acta Sedimentologica Sinica, 2014, 32(2):290-295. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=CJXB201402013&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
Clift P D, Blusztajn J, Duc N A.Large-scale drainage capture and surface uplift in Eastern Tibet-SW China before 24Ma inferred from sediments of the Hanoi Basin, Vietnam[J].Geophysical Research Letters, 2006, 33(19):1-4. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=JJ023706853
Clift P D, Long H V, Hinton R, et al.Evolving East Asian river systems reconstructed by trace element and Pb and Nd isotope variations in modern and ancient Red River-Song Hong sediments[J].Geochemistry Geophysics Geosystems, 2013, 9(4):1-29. doi: 10.1029-2007GC001867/
Awasthi N, Ray E, Paul D.Sr and Nd isotope compo-sitions of alluvial sediments from the Ganga Basin and their use as potential proxies for source identification and apportionment[J].Chemical Geology, 2018, 476:327-339. doi: 10.1016/j.chemgeo.2017.11.029
密蓓蓓, 刘升发, 窦衍光, 等.东海周边中小型河流沉积物锶钕铅同位素组成及其物源示踪意义[J].海洋通报, 2017, 36(4):440-448. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hytb201704011 Mi B B, Liu S F, Dou Y G, et al.Sr-Nd-Pb isotopic compositions in the sediments of the middle and small rivers around the East China Sea and the implications for tracing sediment sources[J].Marine Science Bulletin, 2017, 36(4):440-448. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hytb201704011
Zhao P, Jahn B M, Xu B.Elemental and Sr-Nd isotopic geochemistry of Cretaceous to Early Paleogene granites and volcanic rocks in the Sikhote-Alin Orogenic Belt (Russian Far East) and their implication on regional tectonic evolution[J].Journal of Asian Earth Sciences, 2017, 146:383-401. doi: 10.1016/j.jseaes.2017.06.017
刘文刚, 刘卉, 李国占, 等.离子交换树脂在地质样品Sr-Nd同位素测定中的应用[J].地质学报, 2017, 91(11):2584-2592. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2017.11.013 Liu W G, Liu H, Li G Z, et al.The application of ion exchange resins in Sr-Nd isotopic assay of geological samples[J].Acta Geologica Sinica, 2017, 91(11):2584-2592. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2017.11.013
黄成敏, 王成善.风化成土过程中稀土元素地球化学特征[J].稀土, 2002, 23(5):46-49. doi: 10.3969/j.issn.1004-0277.2002.05.013 Huang C M, Wang C S.Geochemical features of rare earth elements in process of rock weathering and soil formation[J].Chinese Rare Earths, 2002, 23(5):46-49. doi: 10.3969/j.issn.1004-0277.2002.05.013
陈天宇. 中北太平洋深水放射成因钕-铅-铪同位素物源与演化[D]. 南京: 南京大学, 2015. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y2942074 Chen T Y. The Source and Evolution of Radiogenic Nd-Pb-Hf Isotopes in Central North Pacific Deep Water[D]. Nanjing: Nanjing University, 2015. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y2942074
Abbott A N, Haley B A, Mcmanus J.The impact of sedi-mentary coatings on the diagenetic Nd flux[J].Earth & Planetary Science Letters, 2016, 449:217-227. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X16302886
Iwasaki K, Haraguchi H, 刘然.ICP/AES法测定地质样品中的稀土元素——草酸盐沉淀和离子交换分离[J].世界核地质科学, 1991(1):90-94. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000000858320 Iwasaki K, Haraguchi H, Liu R.Determination of rare earth elements in geological samples by ICP/AES-Sedimentation and ion exchange separation of oxalate[J].World Nuclear Geoscience, 1991(1):90-94. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000000858320
孙剑, 朱祥坤, 唐索寒, 等. AGMP-1阴离子交换树脂元素分离方法再研究[C]//全国成矿理论与找矿方法学术讨论会论文集, 2009. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=KWXB2009S1317&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ Sun J, Zhu X K, Tang S H, et al. Further Investigation on Elemental Separation Using AGMP-1 Anion Exchange Resin[C]//Proceedings of National Seminar of Metallogenic Theory and Prospecting Methods, 2009. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=KWXB2009S1317&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
汪齐连. 运用MC-ICP-MS测定天然样品的锂同位素组成[D]. 贵阳: 中国科学院研究生院(地球化学研究所), 2006. http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/178973 Wang Q L. Measurement of Lithium Isotope in Natural Samples Using MC-ICP-MS[D]. Guiyang: Graduate School of the Chinese Academy of Sciences (Institute of Geochemistry), 2006. http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/178973
王帮臣, 刘明言. 大孔吸附树脂颗粒液-固流化床分离银杏黄酮的研究[C]//中国颗粒学会学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集, 2008. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGKL200812002077.htm Wang B C, Liu M Y. Macroporous Resin Adsorption of Ginkgo Flavonoid in Liquid-Solid Fluidized Beds[C]//Proceedings of Conference of Chinese Society of Particuology & Symposium on Particle Technology across Taiwan Straits, 2008. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGKL200812002077.htm
耿予欢, 张本山, 高大维, 等.强酸性阳离子交换树脂分离纯化异麦芽低聚糖的研究[J].食品科学, 1999, 20(5):6-8. doi: 10.3321/j.issn:1002-6630.1999.05.002 Geng Y H, Zhang B S, Gao D W, et al.Separation and purification of isomalt oligosaccharides by strong acid cation exchange resin[J].Food Science, 1999, 20(5):6-8. doi: 10.3321/j.issn:1002-6630.1999.05.002
吴连生, 曾帆, 王萦, 等.锶特效树脂用于环境水样品中90Sr的富集、分离和测量方法研究[J].核化学与放射化学, 2015, 37(6):476-483. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hhxyfshx201506015 Wu L S, Zeng F, Wang Y, et al.Application of Sr specific resin on enrichment, separation and determination of 90Sr in environmental water[J].Journal of Nuclear and Radiochemistry, 2015, 37(6):476-483. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hhxyfshx201506015
张保科, 温宏利, 王蕾, 等.封闭压力酸溶-盐酸提取-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的多元素[J].岩矿测试, 2011, 30(6):737-744. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2011.06.016 Zhang B K, Wen H L, Wang L, et al.Quantification of multi-elements in geological samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry with pressurized decomposition-hydrochloric acid extraction[J].Rock and Mineral Analysis, 2011, 30(6):737-744. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2011.06.016
Li C F, Li X H, Li Q L, et al.Rapid and precise deter-mination of Sr and Nd isotopic ratios in geological samples from the same filament loading by thermal ionization mass spectrometry employing a single-step separation scheme[J].Analytica Chimica Acta, 2012, 727(10):54-60. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003267012004576
Maréchal C N, Télouk P, Albarède F.Precise analysis of copper and zinc isotopic compositions by plasma-source mass spectrometry[J].Chemical Geology, 1999, 156(1-4):251-273. doi: 10.1016/S0009-2541(98)00191-0
曹心德, 尹明, 王晓蓉.AG50W-x8树脂分离去除钡的多原子离子对电感耦合等离子体质谱法测定稀土元素的质谱干扰[J].分析化学, 2001, 29(8):890-893. doi: 10.3321/j.issn:0253-3820.2001.08.005 Cao X D, Yin M, Wang X R.Elimination of the spectral interference from barium polyatomic ions on rare earth elements in inductively coupled plasma mass spectrometry by AG50W-x8 cation exchange chromato-graphic separation[J].Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2001, 29(8):890-893. doi: 10.3321/j.issn:0253-3820.2001.08.005
李艳玲, 熊采华, 黄慧萍, 等.基体分离-电感耦合等离子体质谱测定重晶石中超痕量稀土元素[J].岩矿测试, 2005, 24(2):87-92. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2005.02.002 Li Y L, Xiong C H, Huang H P, et al.Determination of ultra-trace rare earth elements in barite by ICP-MS after matrix separation[J].Rock and Mineral Analysis, 2005, 24(2):87-92. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2005.02.002
Horwitz E P, Chiarizia R, Dietz M L.A novel strontium-selective extraction chromatographic resin[J].Solvent Extraction & Ion Exchange, 1992, 10(2):313-336. https://www.mendeley.com/research-papers/novel-strontiumselective-extraction-chromatographic-resin/
吴述超, 曹颁, 董利明, 等.锶特效树脂萃取-色谱耦合热电离同位素质谱法测定海水中锶同位素研究[J].中国无机分析化学, 2015, 5(1):15-18. doi: 10.3969/j.issn.2095-1035.2015.01.005 Wu S C, Cao B, Dong L M, et al.Determination of Sr isotopic ratio in seawater by extraction chromatographic separation-thermal ionization mass spectrometry coupled selective resin[J].Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2015, 5(1):15-18. doi: 10.3969/j.issn.2095-1035.2015.01.005
唐索寒, 朱祥坤, 李津, 等.利用锶特效树脂分离富集岩石样品中的锶及测定87Sr/86Sr[J].分析化学, 2010, 38(7):999-1002. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=fxhx201007016 Tang S H, Zhu X K, Li J, et al.Separation and isotopic measurement of Sr in rock samples using selective specific resins[J].Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2010, 38(7):999-1002. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=fxhx201007016
Huang K F, Blusztajn J, Oppo D W, et al.High-precision and accurate determinations of neodymium isotopic compositions at nanogram levels in natural materials by MC-ICP-MS[J].Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2012, 27(9):1560-1567. doi: 10.1039/c2ja30123g
Pin C, Zalduegui J S.Sequential separation of light rare-earth elements, thorium and uranium by miniaturized extraction chromatography:Application to isotopic analyses of silicate rocks[J].Analytica Chimica Acta, 1997, 339(1-2):79-89. doi: 10.1016/S0003-2670(96)00499-0
-
期刊类型引用(8)
1. 潘倩妮，刘伟，何雨珊，阳国运. 混合酸消解-电感耦合等离子体质谱法测定区域地球化学样品中的银. 岩矿测试. 2024(03): 459-467 . 
本站查看
2. 冯慧林，单程堃，何汉江，刘金龙，李玉慧，刘子建. 电感耦合等离子体质谱法测定多目标地质样品中银. 化工矿产地质. 2024(03): 249-253 . 百度学术
3. 肖细炼，刘杰，魏立，陈燕波，杨小丽，杨红梅. 微波消解—电感耦合等离子体发射光谱法同时测定生物样品中12种元素的方法. 物探与化探. 2023(03): 739-746 . 百度学术
4. 黄秋玲，李肖瑶，张晓，肖红新. 铅试金-重量法测定银钨合金中的银. 材料研究与应用. 2022(02): 311-315 . 百度学术
5. 褚琳琳，王静云，金晓霞，汪碧芬，孔翠羽. 碱溶液提取-离子交换-电感耦合等离子体质谱法测定土壤中六价铬. 岩矿测试. 2022(05): 826-835 . 本站查看
6. 刘向磊，孙文军，文田耀，王腾飞，王凯凯，刘宗超. 地质样品中贵金属分析方法现状及展望. 冶金分析. 2022(12): 23-35 . 百度学术
7. 刘跃，林冬，王记鲁，李静，王鑫. 四种碰撞/反应模式-电感耦合等离子体串联质谱法测定土壤和水系沉积物样品中的银. 岩矿测试. 2022(06): 1017-1028 . 本站查看
8. 刘彤彤，钱银弟，黄登丽. 磷酸沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定化探样品中的痕量银. 岩矿测试. 2021(05): 650-658 . 本站查看
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 2111
- HTML全文浏览量: 390
- PDF下载量: 61
- 被引次数: 8
京公网安备 11010202008159号