基于Cs2Br＋静态多接收正热电离质谱法高精度测定溴同位素.pdf

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1、第44卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第2期2016年2月ChineseJournalofAnalyticalChemist~186～191DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．150728基-]=Cs2Br静态多接收正热电离质谱法高精度测定溴同位素马云麒，彭章旷，陈彦交，杨剑，肖应凯张艳灵(中国科学院青海盐湖研究所盐湖地质与环境实验室，西宁810008)(中国科学院青海盐湖研究所盐湖化学分析测试中心，西宁810008)(中国科学院大学，北京100049)摘要采用Triton热电离

2、质谱仪，在8kV加速电压下，建立了基于cs：Br为检测离子的稳定溴同位素比值静态多接收测定方法，实现了溴同位素组成的高精度正热电离质谱法测定，并对溴同位素测试过程中B和c1元素的影响、点样顺序的影响等进行了研究。结果表明，静态多接收法测定Br同位素和传统的峰跳扫法相比具有精度高(外精度在0．09％0—0．18％o之间)、涂样量小(10～20gBr)和测试时间短(采集100个数据只需8min)的优点，不同含量的cl对Br同位素比值的影响随着cl含量的升高而增强，B的存在使溴同位素测定值偏低。涂样顺序对溴同位素测定结果

3、没有表现出明显差异。同时，测定了4个溴化物化学试剂中的溴同位素组成，其同位素组成介于0．61％o一1．68％e，呈现出明显的溴同位素分馏现象。关键词溴同位素；正热电离质谱(P-TIMS)；静态多接收；Cs2Br1引言自然界中溴(Br)有两种稳定同位素：Br和虬Br，其丰度值分别为50．686％和49．314％⋯。与其它同位素一样，由于质量差异，溴在迁移转化过程(如扩散作用、水岩相互作用和微生物作用等)中会发生同位素分馏。然而，溴是地下水中一种相对不活泼的元素，在各种水化学过程和地质过程中都表现为惰性。溴同位素可提供

4、地下水溶质来源及水文地球化学信息。最近，溴同位素已经用于研究油田水、地下卤水以及咸水，用来指示地下水的起源，探讨咸水成因，示踪海水或地下咸水入侵等]。因此，稳定溴同位素在识别和评价地下水的来源、成因及其形成的水文地球化学与物理过程的研究中具有重要意义。Br同位素的测定始于1920年，当时Astonll叫发现Br有两种丰度大约相等的稳定同位素Br和Br，随后Br同位素的测定得到快速发展。目前，用于Br同位素测定的方法主要有气体同位素比值质谱法(IRMS)，检测离子为CH。Br；热电离质谱法(TIMS)，检测离子为Br

5、一或cs：Br；以及多接收电感耦合等离子体质谱法(MC．ICP．MS)，检测离子为Br。2000年，Eggenkamp和Coleman利用气相色谱和同位素比值质谱仪(GC—IRMS)首次测定了天然样品(挪威Oseberg油田水)中的溴同位素。他们改进了从含氯的溶液分离溴的技术，提出了溴的氧化还原分离技术，即：将样品中的溴在沸腾K：CrO和HSO溶液中被氧化为Br：而蒸出(此时氯没有被氧化)，然后将Br2重新还原为Br_，并沉淀为AgBr，接着与CHI反应生成CH，Br，经GC分离后进人IRMS中测定，精度为±0．1

6、8％o。但此法的缺点是，所需样品量大(2—8mgBr)，样品制备过程繁琐、耗时长且花费高。2005年，Shouakar—Stash等。。提出了连续流同位素比值质谱法(CF．IRMS)，旨在降低样品用量、缩短和简化样品制备过程和时间，其溴样品量降低为1txmolBr(80g)，精度到达了±0．006％。(6ppm)。2007年，Sylva等利用GC-MC-ICP—Ms测定了溴同位素，此法的优点是缩短和简化了样品的制备过程，且灵敏度高，但由于测试精度较低，其应用受到限制。2010年，Gelman和Haliez[13,1

7、a]对该法进行了改进，引人溴的有机化合物，去溶剂雾化加入sr溶液作为内标，外精度提高了到0．1％。(2)。由于测试条件的制约等因素，目前国内溴同位素测定仅有利用P—TIMS测定cs，Br的方法，]、2015-09·14收稿；2015—11-09接受本文系国家自然科学基金项目(Nos．41173019，41473117)、中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目(No．2016G106)和中国科学院关键技术人才(2005)项目资助E-mail：yqma@is1．ac．cn第2期马云麒等：基于CszBr~静态多接收正热电

8、离质谱法高精度测定溴同位素187MC-ICP-MS测定溴同位素¨以及Gas—BenchI1一IRMS测定天然水(包括卤水、油田水和地下水)中的溴同位素驯的报道。由于Gas-BenchlI—IRMS离线样品制备过程繁琐、耗时、花费高，阻碍了其应用。在MC-ICP—MS分析时，由于引入无机溴化物水溶液雾化，产生柏Ar鹑ArH(m／z79)，加Ar,OArH(m／