基于深孔改进电极发射光谱法同时测定地球化学样品中微量银、锡、硼

彭 君　仝湘滨　周林宗　刘立平　李 春

(1 国土资源部 长沙矿产资源监督检测中心，长沙 410007； 2 楚雄师范学院，云南 楚雄 675000)

引言

发射光谱法在多目标地球化学样品中测定银、锡、硼元素具有分析速度快、灵敏度高、操作简单和成本低等优点，而得到广泛的应用[1-2]。但以电弧为光源的发射光谱法受摄谱条件的影响较大，一直以来因地质样品基体较为复杂，在摄谱过程中易发生喷跳，造成样品损失，分析中存在着样品载气流等现象，严重影响到分析结果[3-6]。针对以上问题，对电极的形状与工作条件进行了改进和优化，在最优的实验条件下以水系沉积物和土壤的国家一级标准样品进行数据对照，实验数据符合检测规范要求。本方法证明，改变工作条件得到了对样品中银、锡、硼的检出限低、灵敏度高、精确度好的技术指标。建立了基于深孔改进电极发射光谱法同时测定地球化学样品中微量银、锡、硼的分析方法。

1　实验部分

1.1　实验仪器及工作条件

WP-1型一米平面光栅光谱(北京瑞利光学仪器公司)。GBZ-Ⅱ型光谱相板测光仪(湖北地质实验研究所)。具体见表1。

表1　仪器型号及工作条件Table 1　Instrument types and conditions

WJD型交流电弧发生器(北京瑞利光学仪器公司)，DM-40型多头玛瑙磨样机(湖南湘仪总厂)。

电极规格：石墨电极(光谱纯)。石墨电极上电极为平头柱状，直径4 mm，长度10 mm。下电极为细颈杯状，规格为4 mm(孔径)×8 mm(孔深)×0.8 mm(壁厚)，细颈的直径3 mm，颈长4 mm。离杯口5 mm打对穿孔，孔径1 mm(见图1)。

图1　深孔改进电极示意图Figure 1　Sketch of deep hole improved electrode.

1.2　实验试剂

缓冲剂购于中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。缓冲剂成分m(K2SO4)∶m(NaF)∶m(Al2O3)∶m(碳粉)=22∶20∶44∶14，内含质量分数为0.007%的GeO2作内标。实验所用标准物质购于中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，其所用标准系列中各检测元素的含量见表2。蔗糖乙醇溶液：10 g蔗糖溶于500 mL乙醇(乙醇∶水= 1∶1)中。

1.3　实验方法

1.3.1试样制备

准确称0.150 0 g样品和0.150 0 g缓冲剂，用多头磨样机混匀，每个样品装入2根深孔电极中压紧，滴加2.0%的酒精糖水混合液2滴，接着将样品置于80oC烘箱内烘干1 h，供摄谱测定用。

1.3.2摄谱

用WP-1型一米光栅摄谱仪摄谱，交流电弧的电流设置为4 A起弧，5 s后升至14 A，并保持30 s，曝光时间共截取35 s。在各元素分析线对应波长处依次对试样进行两根垂直电极重叠摄谱。

2　结果与讨论

2.1　深孔电极的改进

实验选用改进的深孔带颈石墨电极，并在颈底部钻有1.0 mm细孔，试样在起弧后，电极底部细孔可使二氧化碳及其它气体从小孔溢出，防止因电极急剧灼烧而产生大量气体使样品喷流而四处飞溅。同时双重摄谱可提高测定的稳定性，从而提高灵敏度。

2.2　标准曲线

选用国家标准物质配制成含各元素的标准系列。其中Ag、Sn、B元素含量见表2。

表2　元素标准系列表Table 2　List of standard element series　/(μg·g-1)

2.3　检出限及测定范围

从表3中可以看出实验对Ag的分析线/内标线为328.0 nm/303.91 nm，B为249.77 nm/265.10 nm，

表3　元素的检出限及测定范围Table 3　detection limits and determinationranges of elements

Sn 为317.50 nm/303.91 nm。Ag的测定范围为0.05～5.0 μg/g，B 为2.0～500 μg/g，Sn 为1～50 μg/g。实验同时进行12次平行测试，测定结果以3倍标准偏差计算得到检出限：Ag 0.015 μg/g，Sn 0.32 μg/g，B 1.0 μg/g。

2.4　数据分析

实验通过改进深孔带颈电极及进行重叠摄谱，对于其它实验条件进行了优化，在最优的实验条件下测定了8个地球化学国家一级标准物质，其检测结果见表4，结果显示，方法具有较好的准确度。

表4　标准物质分析结果Table 4　Experiment result of standard material　/(μg·g-1)

2.5　精密度实验

选用国家一级标准样品GBW07456 (GSS-27)进行12份平行测定，测定的相对标准偏差(RSD)为5.8%～7.5%(表5)，说明方法的精密度良好。

表5方法精密度

Table5Precisiontestofthemethod/(μg·g-1)

3　结论

采用改进的深孔带颈石墨电极，电极底部细孔可使二氧化碳及其它气体从小孔溢出，防止因电极急剧灼烧而产生大量气体使样品喷跳，有效地提高了元素分析检测的稳定性，从而提高灵敏度。经过对大量的化探样品测定，其合格率都达到95%以上。方法具有操作简单、快速、重现性及准确度好等优点，被广泛应用于区域地球化学样品中痕量Ag、Sn、B的分析检测中。

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