激光剥蚀-电感耦合等离子体-原子发射光谱∕质谱法分析中国古代钾玻璃组分.pdf

《激光剥蚀-电感耦合等离子体-原子发射光谱∕质谱法分析中国古代钾玻璃组分.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE1研究报告第9期2013年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1328—1333DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．30143激光剥蚀-电感耦合等离子体-原子发射光谱／质谱法分析中国古代钾玻璃组分斯琴毕力格李青会干福熹(中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800)(复旦大学，上海200433)摘要利用激光剥蚀电感耦合等离子体原子发射光谱(LA—ICP—AES)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA—ICP—MS)分析了一批中国古代钾玻璃。样品表面磨去100l

2、m以上，并通过预剥蚀去除风化影响，设计剥蚀路径以消除元素分布不均匀影响。通过钙铝及其它微量元素将钾玻璃分成3个亚类，它们可能有不同的配方及制造中心；研究发现，钾玻璃着色剂类型多样化，有单质Cu，Mn“，Cu“，Co等；系统研究了钾玻璃的稀土元素特征，成功区分了九只岭地区及风门岭地区的钾玻璃；对两种方法在古代玻璃分析中的特点进行了探讨。关键词激光剥蚀；电感耦合等离子体原子发射光谱；电感耦合等离子体质谱；钾玻璃1引言古代钾硅酸盐玻璃(KO含量为12％～17％)的制造年代从公元前5世纪至公元4世纪间，在印度、泰国、越南、韩国、日本等地均有发现，为当时很重要的一类贸

3、易物品¨，。近年来，中国各地也发现了许多古代钾玻璃制品』，包含单色珠、耳、玻璃杯、玻璃盘等，年代主要为汉代，少数在战国时期。结合考古学发现，对这些钾玻璃样品进行成分分析对于研究其原料来源及生产工艺有重要的参考意义。以往的分析以质子激发x射线荧光光谱(PIXE)及x射线荧光光谱(XRF)等无损分析方法为主，但这些方法受表面风化影响很大，需磨去大量表面部分，同时对某些复杂谱峰重叠不能很好分离，微量元素的检出限和准确度不是很理想。因而对中国钾玻璃的研究基本局限于主量及次量元素，对于微量元素的系统分析研究鲜见。近年来，随着激光剥蚀(LA)进样技术发展，激光剥蚀电感耦

4、合等离子体原子发射光谱(LA．ICP．AES)16-8]和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA—ICP．MS)～12]已经广泛应用于地质、环境、半导体等领域¨卜。该方法能对固体样品进行直接分析，避免了湿法消解样品带来的试剂本底污染、样品分解不完全、易挥发元素丢失等问题，能够进行原位、实时的快速分析，有很好的空间分辨率，对样品尺寸及形貌要求低，对样品破坏量极小，非常适合古代文物样品的高精度分析¨。本研究对中国出土的-~t古代钾玻璃进行了系统的元素(特别是稀土元素)分析，对钾玻璃相关问题进行了讨论。2实验部分2．1仪器及实验条件UP．266MARCO激光剥蚀系统L

5、A．ICP—AES(美国New—Wave公司)，PRODIGY型全谱直读ICP—AES(美国Leeman公司)。剥蚀用激光由Nd．YAG激光器产生，激光波长为266nm，输出能量(15~1)mJ，光斑半径610tim。LA—ICP．MS测试采用GeoLas2005193nm准分子激光剥蚀系统和Agilent7500aICP—MS(日本Aglient公司)。剥蚀池载气采用He气，Ar气作为补充气，并在进入ICP前经过一个T型接头与载气混合。2．2测定方法LA．ICP．AES测定使用康宁玻璃博物馆ComingD玻璃标样为外标，得到每个元素氧化物在待测样品与标样中

6、含量的相对值，通过归一化得到每个氧化物的浓度。利用该方法分析NIST610标准样品和2013-02-06收稿；2013-04—16接受本文系国家自然科学基金(No．51072206)和国家文物局指南针计划“中国古代玻璃的价值挖掘与数据库建设研究”项目资助Email：qinghuil@sina．corn第9期斯琴毕力格等：激光剥蚀一电感耦合等离子体一原子发射光谱／质谱法分析中国古代钾玻璃组分1329ComingB标样。LA．ICP—MS法利用了USGS参考玻璃BCR-2G，BHVO-2G和BIR一1G以及NIST610作为外标进行校正，计算采用软件ICPMSD

7、ataCal完成"。2．3样品概况实验所用中国各地钾玻璃样品信息见表1，这些样品出土自不同省份，年代多为汉代。表1代钾玻璃样品概况Table1Descriptionofpotashglasssamples3结果及讨论3．1风化对于古代钾玻璃分析的影响玻璃在长期风化过程中表面某些元素会流失而其它一些元素含量会升高，因而有必要对古代钾玻璃风化对分析结果的影响进行评估。LA—ICP．AES法分析r5个钾玻璃样品的风化表面及新鲜面(见表2和图1)。钾玻璃的风化表面的si，AI，ca及Fe元素含量相对于新鲜面是富集的，而K元素流失1330分析化学第41卷很明显；Na元

8、素在风化比较严重的玻璃中含量显著增加，在风化较轻的玻