脉冲增压毛细管分离富集IDICPMS测定地质样品中微量锂的方法研究

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1、第23卷第4期2002年］］月Vol.23No.4Nov.2002质谱学报JournalofChineseMassSpectrometrySociety脉冲增压毛细管分离富集ID-ICP-MS测定地质样品中微量锂的方法研究郭冬发，崔建勇，武朝晖，张彦辉（核工业北京地质研究院分析测试中心.北京100029）摘要：采用一种脉冲増压毛细管柱，用于锂的分离富集。其原理类似于高效液相色谱，但使用钢瓶气为动力脉冲驶动液柑在固定柑屮流动。使用粒度很细的固定柑材料，惰性气体和液相脉冲交替通过固定和，便固定相的死体积减

2、小到最低程度，从而获得很高的分离富集系数。试验了一种无机固定相材料和树脂材料用于锂的分离富集。结果表明：无机材料能高效富集锂，但选择性较差、本底杂质较多；阳离子交换树脂分离效果好、木底低，能从镁、钙等大多数离子屮很好地将锂分离，儿乎没有拖尾现象，回收率达到97%,分离纯度高。分离后，用ICPMS测定锂同位素的比值，具有较高的测量梢密度。用同位素稀释电感耦合等离子体质谱（ID-ICP-MS）测定地质样品中微量锂•结果相对标准偏差$「＜3%。方法检出限低•精密度高•分析速度快•是测定锂的较理想方法。关键词

3、：质谱学；微量锂电感耦合等离子体质谱测定；脉冲増压毛细管柱分离富集；锂；同位素稀释（ID）；地收稿日期:2002-08-30作者简介：郭弟穷教编-）•男（汉族）•江西宁都人•研究员•高级工程师•分析化学专业E-mail：dfguo28@hotmail.com质样品屮图分类号：（）657.63；（）614・111文献标识码：AICP-MS已被大家公认为理想的测定微量和超痕量元素的方法⑴。然而JCP-MS存在的致命弱点基体效应仍然是影响ICP-MS解决实际分析测试问题的关键。这个问题也成为人们研究的热点，

4、并在一定程度上取得进展。如NarongPraphairaksit和ICP-MS的创始人之一R.S.Houk〔2〜5在截取锥内侧，附加一电子源，以减小空间屯荷效应，从而减小基体效应和质量偏倚。在其实验屮，使用一个由灯丝组成的电子源置于剥离锥之后，以抑制ICPMS接口的空间电荷效应。在这个装置中，电子源发射的电子能减小离子束中正离子间的排斥。这样，离子的传输效率和分析物离子的灵敏度在全质量范围内得到了显著改善。而且，附加电子装置启用时，MO+/M+丰度比不受影响M+/M+丰度比略微有所增加，而没有产生新的

5、背景本底离子。使文章编号：1004-2997（2002）04-0193-07用超声波雾化器进样，対于2mmol/L的基休溶液，轻分析物在重基体元素中的信号抑制率从90%〜99%降低至2%〜10%。例如，Pb+的传输效率改善2借，而Li十的传输效率改善27倍。但是，由于ICP-MS的本质是离子通过接口进入质谱仪的真空系统进行检测，这就决定了ICP-MS不可能接受大量的基体。然而，实际的分析测试对象基体成分复杂，样品不经过仔细处理，很难满足ICP-MS的要求。因此，研究高效的包括分离富集技术在内的样品处理

6、方法，是使用ICP-MS解决实际分析测试问题的关键。ICP-MS的高效率特点在于其多元素分析测试能力，这就需要发展一种快速特效的基体分离方法或广泛普遍实用的微量多元素富集方法。高效液相色谱技术是公认的分离富集方法，然而，对于需要强酸的无机元索分离体系（离子交换、萃取色层等)，高效液相色谱装逬的造价将会大大提高，对于大批量的分析测试任务将难以胜任。因此，利用高效色谱的原理，发展一种新的高效廉价的分离富集技术貝有重要意义。龚治湘等⑸早在1994年，开始使用一种称之为“减压微色谱柱技术”的方法，用于铀的分离

7、富集，证明效果良好。本方法使用P350萃淋树脂为固定相，流动相为4mol/I,的硝酸，分离柱长度为70mm，内径为2〜3mm，最大允许流速可达4mL/min0此后，龚治湘等⑷应用这种技术研究了Sc、REE、Zr、Cr(IV)、M()(VI)、Re、Pd、Au、Cd、Ga、Sn等的分离富集条件。作者使用这种技术原理和装置，用20()〜40()目阴离子交换树脂为固定相分离沥青铀矿中的铀基体JCP-MS测定沥青铀矿中的牡和稀土元素，效果良好(另文待发表)。然而，减压法操作需要在一定的真空条件下进行，实现批量

8、分离富集和自动化比较困难。本工作在继承高效液相色谱技术和“减压微色谱柱技术”的基础上，设计了一种脉冲增压毛细管分离富集柱系统，并用于锂的分离富集，效果良好。该装蜀更加简便，易于实现批量操作和自动化分离富集。文本报告其中的部分研究结果。1实验部分1.1主要仪器与材料高分辨电感耦合等离子体质谱仪：FinniganMATELEMENT型⑺；柱结构：使用硬质玻璃管加工成如图1所示形状；固定相材料：活性氧化物，粒度12()〜14()目；阳离子交换树脂:DOWEX