文档介绍：X射线荧光光谱仪定量分析方法
利用X射线荧光光谱仪分析物质组分时,除了正确使用和操作X射线荧光光谱仪外,还需要研究制定合理、准确的定量分析方法。定量分析是要利用一定的实验或数学方法,准确获得未知样品中各元素的定量浓度数据。
定量分析的前提是要保证样品的代表性和均匀性。过度强调分析准确度,而忽视样品采集方法和采样理论的研究应用,是不科学、不合理的。只有采集具有代表性的特征样品,才具有科学价值和实际意义。目前关于采样理论的研究还有待于深入探讨。此处我们主要关注如何确保定量分析方法的准确。
要进行定量分析,需要完成三个步骤。首先要根据待测样品和元素及分析准确度要求,采用一定的制样方法,保证样品均匀和合适的粒度;并通过实验,选择合适的测量条件,对样品中的元素进行有效激发和实验测量;再运用一定的方法,获得净谱峰强度,并在此基础上,借助一定的数学方法,定量计算分析物浓度。这里主要讨论获取净强度的途径和定量分析方法。
获取谱峰净强度
要获得待测元素的浓度,首先要准确测量出待测元素的谱峰净强度。谱峰净强度等于谱峰强度减去背景。
尽管真实背景是指分析物为零时,在对应于分析元素能量或波长处测得的计数,但这样做并不实际,因为背景依赖于基体组分。因此,使用一种不含分析物的所谓“空白”样测量背景并用于背景校正是危险的、不正确的。
当峰背比大于10时,背景影响较小。这时,最佳计数方式是谱峰计数时间要长于背景计数时间。当峰背比小于10时,背景影响较大,需要准确扣除。
扣除背景方法主要有单点法和两点法,如图1—1所示。其净强度采用以下两式计算:
IP IP IP
Ib
θp θb θL θP θH θP
(a)单点扣背景(b)两点扣背景(c)扣重叠干扰
图1—1 单点法和两点法扣除背景
单点法:
Inet = IP-Ib
两点法:
Inet = Ip-(IH+IL)/2
当谱峰两边的背景比较平滑时,可采用单点扣背景,多在分析线波长的长波一侧,例如高出1°(2θ),选择高度角也是因为在某些情况下要考虑卫星线,例如
Kα3、Kα4会显著地向谱峰短波边扩展,这种情况尤其在分析低原子序数时应该注意。此外也可采用公共背景法或比率法扣背景。
干扰校正
当样品中被测物存在分析谱线重叠时,可用比例法扣除干扰。对于复杂体系,需要通过解谱或拟合来消除干扰。
当采用比例法扣除干扰时,需要分别测定两处的重叠因子。设α和β分别为两个元素的谱线重叠比例系数,由纯j元素求得在其峰位处的强度ij和其在i元素峰位处的强度Iji,其比值即等于α,即:
α= Iji / Ij
与之相似:
β= Iij / Ii
和lap分别代表净强度和测定的重叠峰强度,则计算谱峰净强度的公式为:
Iilap = +α
Ijlap = +β
= Iilap-α
= Iilap-α Ijlap +αβ
= Iilap-α Ijlap
式中最后忽略了二次项的影响。由于干扰谱线j的谱峰离i元素的谱峰位置足够远,效果更好。
浓度计算
在扣除背景和干扰,获得分析元素的谱峰净强度后,即可在分析谱线强度与标样中分析组分的浓度间建立起强度-浓度定量分析方程。利用这类方程即可进行未知样品的定量分析。
对于简单体系,例如可以忽略基体效应的薄样或一定条件下的