岳小金

(華東油氣分公司石油勘探開發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)中心，江蘇揚(yáng)州225000)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定頁巖微量元素

岳小金

(華東油氣分公司石油勘探開發(fā)研究院實(shí)驗(yàn)中心，江蘇揚(yáng)州225000)

在電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定頁巖微量元素中，通過優(yōu)選試驗(yàn)，選擇鹽酸—?dú)浞帷跛嵯怏w系進(jìn)行頁巖樣品前處理，選擇強(qiáng)度大、干擾小的分析譜線進(jìn)行樣品測試。結(jié)果表明:有較好的準(zhǔn)確度及精密度。該方法適用于頁巖微量元素的測定，具有制樣速度快，操作簡便安全，樣品重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，能滿足頁巖微量元素快速、批量分析的要求。

頁巖;微量元素;發(fā)射光譜;消解

目前國內(nèi)勘探開發(fā)頁巖氣都是基于頁巖本身含氣性、礦物特征、物性特征等方面的研究，而對于頁巖巖系的成因、沉積環(huán)境、生物演化等方面的研究極少。通過利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法準(zhǔn)確測定頁巖中微量元素，是研究頁巖巖系的成因、沉積環(huán)境、生物演化的重要手段［1-2］。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP－AES)精密度高、靈敏度高、基體干擾小、線性范圍廣等特點(diǎn)并具有多元素同時檢測的能力，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域各種類型樣品的分析測定［3-4］。本文采用鹽酸—?dú)浞帷跛幔?-6］處理樣品，選擇最佳的消解方法、分析譜線、優(yōu)化儀器條件等，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法法測定頁巖中的微量元素，操作簡單，易于流程化，適于大批量樣品的檢測。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1．1儀器及工作條件

iCAP6000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ThermoFisher公司)。儀器工作條件:射頻功率1．55 kW，等離子氣流量12．0 L/min，輔助氣流量1．50 L/min，霧化器壓力0．4 Mpa，進(jìn)樣速率1．50 mL/min，進(jìn)樣時間30 s，觀測高度(水平/垂直)0/15 mm，重復(fù)測量次數(shù)3次。

1．2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

深海沉積物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07315)，含40余種元素。

1．3樣品要求

頁巖樣品粉碎至0．074 mm(200目)，置于烘箱在105℃下烘2～3 h，取出后置于干燥器中冷卻至室溫。

2 消解體系的選擇

在酸溶分解樣品預(yù)處理過程中，不同的消解體系對樣品處理的程度不同，需要選擇適當(dāng)?shù)南怏w系。通常采用HNO3、HNO3-H2SO4或HCl-HF-HNO3混合酸消解體系進(jìn)行消解。本實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07315)，分別選擇以上3種消解體系進(jìn)行消解并分析測定，由檢測結(jié)果可以看出，用HCl-HFHNO3混合酸進(jìn)行消解時，測定的準(zhǔn)確度最好(見表1)。本文以HCl-HF-HNO3作為消解體系。

表1 各消解體系準(zhǔn)確度比較μg/g

3 分析譜線的選擇

電感耦合等離子體發(fā)射光譜由于光源激發(fā)能量高，具有大量發(fā)射譜線，幾乎每種元素的分析譜線均受到不同程度的干擾，選擇譜線一方面要保證所選的分析線具有足夠的靈敏度，另一方面要盡量避免其他譜線的重疊干擾(如圖1)。

圖1同條件下鎢在224．8 nm及207．9 nm處譜圖對比

改變發(fā)生器功率、霧化器壓力及流量、氣體流量、分析泵速、觀測高度等參數(shù)，折中選擇對稱性和峰形好、自吸效應(yīng)小、干擾少的譜線作為測定元素的最佳分析譜線。本文選擇頁巖中各微量元素的分析譜線見表2。

表2 元素最佳波長nm

4 結(jié)果與討論

4．1方法準(zhǔn)確度

用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07315)平行測定五次以考察方法準(zhǔn)確度，所測元素相對誤差均小于5%(見表3)。

表3 方法準(zhǔn)確度

4．2方法精密度

對樣品連續(xù)測試6次，算得每個所測元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于2%(見表4)。

表4 方法精密度%

5 結(jié)語

本文采用鹽酸—?dú)浞帷跛狍w系消解處理樣品，具有制樣速度快、操作簡便安全、樣品重現(xiàn)性好、可同時消解多個樣品等優(yōu)點(diǎn)。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定頁巖中的微量元素，操作簡單，準(zhǔn)確度高且一次溶樣可以同時測定多種元素，于流程化，適于大批量樣品的檢測。

［1］王珊珊．珠江三角洲和近岸河口海域現(xiàn)代沉積環(huán)境及晚更新世以來的環(huán)境演變［D］．青島:中國海洋大學(xué)，2008．

［2］李冰，楊紅霞．電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)技術(shù)在地學(xué)研究中的應(yīng)用［J］．地學(xué)前緣，2003，10(3):367－378．

［3］章新泉，易永，姜玉梅，等．電感耦合等離子體質(zhì)譜測定地質(zhì)樣品中多種元素［J］．分析試驗(yàn)室，2005，24(8):58－61．

［4］王锝，陳芝桂，于靜，等．ICP-AES在地質(zhì)與環(huán)境樣品分析中的應(yīng)用［J］．資源環(huán)境與工程，2009，23(2):195－198．

［5］韓立新，李冉．ICP-AES法測定茶葉茶水中的礦物質(zhì)和微量元素［J］．光譜學(xué)與光譜分析，2002，22(2):304．

［6］劉穎，劉海臣，李獻(xiàn)華．用ICP-MS準(zhǔn)確測定巖石樣品中的40余種微量元素［J］．地球化學(xué)，1996，25(6):552－558．

A Determination of Trace Elements of Shale by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry

YUE Xiaojin
(Experiment center of Petroleum Exploration and Development Institute，East Branch of Sino-petroleum，Yangzhou，Jiangsu 225000，China)

Trace elements of shade were dissolved by HCl-HF-HNO3with digestion and they are measured by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry(ICP-AES)．We have selected the best lines in optimal conditions digestion，trace element analysis of shale with good accuracy and precision．This method applies to the determination of trace elements of shale，as is a sample preparation in fast，easy and safe operation with sample reproducible to meet simple，rapid，batch analysis．

Shale;Trace elements;ICP-AES;Digestion

O657

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．034

2017－01－10

國家自然科學(xué)基金(41372126)

岳小金(1988－)，男，江蘇常州人，助理工程師，研究方向:實(shí)驗(yàn)測試，手機(jī):13401293153，E-mail:345033854@ qq．com．