X射线荧光光谱分析水基标样替代油基标样的实现.pdf

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1、第39卷分析化学(FENxIHuAxuE)研究报告第11期2011年11月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1726～1731X射线荧光光谱分析水基标样替代油基标样的实现王谦张建波应晓浒邬蓓蕾王群威王豪(宁波出入境检验检疫局，宁波315012)(布鲁克AXS有限公司北京代表处，北京100081)摘要用水基标样替代油基标样，建立X射线荧光光谱测定石油及其产品中微量元素含量的方法。以钒、锰、铁、镍为研究对象，采用乳化技术制备试样，用乳化剂司班80将水基标样和油结合起来，合成油包水型乳状液；采用理论a影响系数法和内标法校

2、准油水差异校正基体效应。实验发现，如果基体组成已知，理论a影响系数法可以校正水基和油基的基体差异，水基标样和油基标样可直接互换；如果基体组成未知，采用内标法校正基体效应，需要将样品合成油水混合液校正才能成功。用原油和燃料油样品进行对比实验，测得结果与标准方法一致。关键词X射线荧光光谱；油溶性；酸溶性；乳状液；乳化剂1引言x射线荧光光谱(xRF)是一种用途广泛的元素分析仪器，在金属、矿产、石油、化工等多领域都有不可替代的作用，它能够直接分析固体样品、液体样品及气体样品。液体样品的分析主要集中于液体石油产品，因为这种方法相对于其它的湿法化学法可以直接检测

3、而不需要灰化、消解等过程，效率高，因此建立了油中的Mg，S，C1，Ca，Ni，Cu，Zn，Br,Ba，Pb等元素的XRF检测方法[J~】；我国分析工作者在吸收国外技术同时也建立了Mn，Fe，A1，Si等元素的检测方法口叫】。XRF分析是一种通过与标样比较获得未知样结果的技术，一般需要有与样品基体相似的标样才能建立合适的校准曲线。近年，我国的油品元素类标样都是国外进口的，采购周期至少1个月，价格昂贵，而且这些标样的稳定性和可操作性不佳。水基标样价格便宜，方便易得，稳定性和可操作性都好于油品标样，如果能够用水基标样建立校准曲线，分析液体石油产品，将会有效

4、增加XRF的分析能力。油和水存在很大差异，但也存在一定的共性，基体成分占了绝大部分，杂质元素含量很低，这说明通过理论a影响系数法和内标法等手段校正基体差异，测定杂质元素的含量是可能实现的。本研究以Mn，Fe和Ni为测试元素，从水基校准样品的制备人手，寻找两者基体差异的根本，考察校正方法的局限性，建立了可靠的依靠水基标样测定油中杂质元素的方法。2实验部分2．1仪器及测量条件s8型顺序式x射线荧光光谱仪，铑靶x光管，铍窗厚75m，功率4kW，配有液体样品分析专用的充氦气系统(德国BrukerAXS公司)，测试条件见表1。峰位和背景角度通过仪器优化获得；P

5、rimoR型离心机(德国贺利氏仪器公司)；SK2200型超声波清洗机(上海科导超声仪器有限公司)，工作频率35kHz，功率100W。2．2试剂及材料水基标准溶液：Mn，Fe和Ni标准溶液(国家标准物质研究中心)，质量浓度均为1000mg／L，V和Fe的介质为10％HC1，Mn和Ni的介质为10％HNO。油基标准溶液：Mn，Fe，Ni标准溶液(美国Conostan公司)，质量浓度均为5000mg／kg。201卜03～l8收稿；201卜O5—24接受本文系国家质检总局资助项目(Nos．2004IK009，2006IK057)E—mail：wangqian

6、．nb@gmailtom第11期王谦等：x射线荧光光谱分析水基标样替代油基标样的实现表1分析元素的测试条件Table1Measuringconditionsofelements试剂：矿物油A和矿物油B(美国Conostan公司)，被测元素含量低于0．1mg&g，在40℃的运动粘度分别为75和4．5m／s；异辛酸(纯度大于99．5％(GC)，德国Merck公司)；司班85和司班80(化学纯，国药集团)。材料：Prolene支撑膜(4m)；液体杯，由塑料环和支撑膜组成，杯子内径为36mm，上盖带通气孔；塑料瓶，PE材质，瓶壁透明，容积大于100mL。2．

7、3样品前处理匀质的样品可以不进行前处理，仅需称取适量样品于液体杯中，并在滤纸上放置5S，确定液体杯未漏，即可放入仪器测量。由油、水、乳化剂等多种物质组成的样品需要先通过超声波水浴进行乳化和均匀化处理，再称样测量。采用内标法校正基体效应时样品与内标的比例为10：1。2．4仪器测量按照表1所列条件测量Mn，Fe和Ni的特征谱线强度，用下面的两种方法校正基体效应。采用内标法校正基体效应时，Mn作为Fe，Ni的内标，校正和回归公式见式(1)。采用理论影响系数法校正基体效应时，校正和回归公式见式(2)。c。一s+6㈩式中，C是测量元素含量，，和是测量元素和内标

8、元素的x射线荧光净强度，S和b是校准曲线的斜率和截距。Ci一5×J，×(1+∑a×Cj)+6(2)式中，Ci