X荧光光谱法(XRF)解析

XRF之特点
谱线简单 5 8 10 ~ 10 g/g 分析灵敏度高:大多数元素检出限达 分析元素范围宽:B~U(5~92) 定量分析线性范围宽:从常量至微量 分析方法的精密度高:误差一般在5%以内 制样简单:固体,粉末,液体,无损分析 分析速度快

X射线荧光光谱仪器种类
X射线荧光光谱仪器组成

X射线发生系统:产生初级高强X射线,用于激发样品; 冷却系统:用于冷却产生大量热的X射线管; 样品传输系统:将放置在样品盘中的样品传输到测定位置 分光检测系统:把样品产生的X射线荧光用分光元件和检 测器进行分光,检测; 计数系统:统计,测量由检测器测出的信号,同时也可以除 去过强的信号和干扰线; 真空系统:将样品传输系统和分析检测系统抽成真空 ,使 检测在真空中进行(避免强度的吸收损失); 控制和数据处理系统:对各部分进行控制,并处理统计测 量的数据,进行定性,定量分析,打印结果.

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X
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在当今众多的元素分析技术中,X射线荧光技术是 一种应用较早，且至今仍广泛应用的多元素分析 技术。

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曾经成功的解决了：矿石中Nb和Ta,Zr和Hf及单个稀土 元素（REE）的测定问题；地质与无机材料分析中工作 量最大，最繁重，最耗时的主次量组分快速全分析的难 题；以及高精度，海量地球化学数据的获取问题等等。
检出限
对于固体和粉末样品,轻元素的检出 限为50µ g/g,重元素为5µ g/g.轻元素的灵 敏度低是因为它们的荧光产生率(变成X射 线的比率)小.
X
Total—Reflection X—Ray Fluorescence Analysis
射 线全 荧反 光 分射 析
X射线 荧光基础
光谱机理
波长色散型:分光元件(分光晶体+狭缝); 特点:分辨率好,定性分析容易(谱线重叠 少);分析元素为 5 B 92U 灵敏度低. 能量色散型:半导体检测器;分辨率差,定 性较难(谱线重叠多),分析元素为 11 Na 92U 灵敏度高.需液氮冷却.

X射线管
波长色散型X射线荧光分析装置原理




在光电吸收过程中，原 子内某些电子吸收了特 定能量后被逐出，在轨 道中形成空穴。 此时，其外层轨道电子 会发生跃迁来填补这些 空穴。 跃迁电子产生的空穴再 由外一层电子通过跃迁 填补。。。 如此继续，直至自由电 子进入轨道为止

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但应该指出，与现代的其他多元素分析技术，如电 感耦合等离子体光谱(ICP-AEC)、电感耦合等离子 体质谱(ICP-MS)和仪器中子活化分析(INAA)相比，
XRF最明显的缺点就是灵敏度低、取样量大。
X射线荧光的种类
入射的X射线具有相对大的能量,该能量 可以轰击出元素原子内层中的电子. K层空缺时,电子由L层跃迁入K层,辐射出的 特征X射线称为 K 线;从M层跃迁入K层,辐 射出的特征X射线称为 K 线.同理L系X射线 也具有 L , L 等特征X射线.X射线荧光光谱 法多采用K系L系荧光,其他线系较少采用.
定量分析的方法
标准工作曲线法 内标法 基本参数法

基体效应
试样内部产生的X荧光射线,在到达试 样表面前,周围的共存元素会产生吸收(吸 收效应).同时还会产生X荧光射线并对共存 元素二次激发(二次激发效应).因此即使含 量一样,由于共存元素的不同,X荧光射线强 度也会有所差别,这就是基体效应.在定量 分析时,尤其要注意基体效应的影响.
X射线荧光分析是已知分光晶体的晶面间 距d,测定分光晶体对样品发射出的X射线 荧光的衍射角 ,然后求出X射线荧光的波 长 .由此确定元素的种类,进行元素分 析.通常被检测X射线荧光的位置不用波长 表示,而是用 2 表示.
2d sin
定性分析的步骤
选择测定条件: 测定的X射线: 49 In以下元素 K , 50 Sn以上元素 L 管电压－管电流：Rh靶 3kW 40kV,70mA,4kW40kV,95mA 分光晶体：一般地，F~Mg用TPA晶体， Al~Si用PET晶体，P~Ar用Ge晶体，K~U用 LiF晶体． 扫描速度：一般为 2 ~ 8 / min
X荧光光谱法(XRF)
利用能量足够高的X射线 (或电子)照射试样,激发出来的 光叫X射线荧光.利用分光计分析 X射线荧光光谱,鉴定样品的化学 成分称为X射线荧光分析.
X射线荧光分析原理
当样品中元素的原子受到高能X射线照 射时,即发射出具有一定特征的X射线谱, 特征谱线的波长只与元素的原子序数(Z) 有关,而与激发X射线的能量无关.谱线的 强度和元素含量的多少有关,所以测定谱 线的波长,就可知道试样中包含什么元素, 测定谱线的强度,就可知道该元素的含量.
定性分析
基本原理:试样发出的X荧光射线波长 与元素的原子序数存在一定关系,即 元素的原子序数增加,X射线荧光的波 长变短,关系式为 1 1 ( ) 2 K (Z S )
式中K ,S:随不同谱线系列而定的常 数;Z:原子序数.
定性分析
从试样发出的X射线荧光具有所含元素 的固有波长,该波长可用Bragg公式表示:
定性分析的步骤
谱图解析: 1)除掉靶发射的所有Ｘ射线 2)查找

K( 49In以下元素)或L( 50 Sn以上元素)与标样相应谱线的2 对比，进行初步判定
3)若存在 K 或L 谱线 ，则需进行强度比的计算以 确定该元素的存在． 4)微量元素，有时只存在 K 线.
定量分析
因为Ｘ射线荧光分析得到的是相对分 析值，所以进行定量分析时需要标样．选 定分光晶体和检测器，统计测量样品发出 的Ｘ射线荧光的强度，将已知含量的标准 样品和未知样品在同一条件下测定，确定 未知样品的含量．