等离子体质谱法测定Nb、Ta、Zr、Hf等9种元素量

等离子体质谱法测定Nb、Ta、Zr、Hf等9种元素量
1 范围
本方法规定了各类样品中Be、Cs、Hf、Li、Nb、Rb、Sr、Ta、Zr元素含量的测定方法。

本方法适用于矿物、水系沉积物、土壤和岩石等类型样品中以上各元素量的测定。

本方法检出限（3S）及测定范围见表1。

表1 方法检出限及测定范围*
元素方法检出限
（3S）
μg·g-1
测定范
围
μg·g-1
元素
方法检出限
（3S）
μg·g-1
测定范
围
μg·g-1
Be 0.006 0.02~200 Nb 0.03 0.1~5000
Cs 0.003 0.01~200 Rb 0.1 0.3~5000 Hf 0.015 0.05~500 Sr 0.4 2~10000
Li 0.06 0.2~1000
Ta 0.005
0.02~500
00
Zr 0.015 0.5~1000
*可根据含量确定称样量及稀释倍数扩大测定范围上限。

2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本方法的本部分的引用而成为本部分的条款：
下列不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。

GB／T20001.4 标准编写规则第4部分：化学分析方法。

GB／T14505 岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定。

GB6379 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性。

GB／T14496-93 地球化学勘查术语。

3 方法提要
试料用氢氟酸、硝酸、高氯酸分解并赶尽高氯酸，用王水溶解后，移至聚乙烯试管中，定容，摇匀。

分取部分澄清溶液，用硝酸(3+97)稀释至1000倍(指试料总稀释系数为1000)后，在等离子体质谱仪上测定。

4 试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和去离子水。

在空白试验(6.2)中，若已检测到所用优级纯试剂中含有大于以上元素方法检出限的含量，并确认已经影响试料中以上元素低量的测定，应净化试剂。

4.1 盐酸(1.19g／mL)
4.2 硝酸(1.40g／mL)
4.3 氢氟酸(1.13g／mL)
4.4 高氯酸(1.67g／mL)
4.5 硝酸(3+97)
4.6 王水
750mL盐酸(4.1)与250mL硝酸(4.2)混合，摇匀。

用时配制。

5 仪器及材料
5.1 美国热电公司X-series2型等离子体质谱仪
5.2 氩气[φ(Ar)]＝99.9%
5.3 聚四氟乙烯烧杯，规格：50mL
5.4 有刻度值带塞的聚乙烯试管，规格：25.0mL
6 分析步骤
6.1 试料
试料粒径应小于0.097mm。

试料量称取0.2500g试料，精确至0.0002g。

6.2 空白试验
随同试料分析全过程做双份空白试验。

6.3 质量控制
选取同类型水系沉积物或土壤一级标准物质2个一4个，随同试料同时分析。

6.4 测定
6.4.1 称取试料(6.1)于50mL聚四氟乙烯烧杯(5.3)中，用
几滴水润湿，加入5mL硝酸(4.2)，10mL氢氟酸(4.3)，2mL高氯酸(4.4)，将聚四氟乙烯烧杯置于200℃的电热板上蒸发至高氯酸冒烟约3min，取下冷却；再依次加入5mL硝酸(4.2)，10mL氢氟酸(4.3)及2mL高氯酸(4.4)，于电热板上加热10min后关闭电源，放置过夜后，再次加热至高氯酸烟冒尽。

趁热加入8mL王水(4.6)，在电热板上加热至溶液体积剩余2-3mL，用约10mL去离子水冲洗杯壁，微热5—10min至溶液清亮，取下冷却；将溶液转入25.0mL有刻度值带塞的聚乙烯试管(5.4)中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，澄清。

移取清液1.00mL于聚乙烯试管中，用硝酸(4.5)稀释至10.0mL，摇匀，备上机测定。

（当Nb、Ta高时用酒石酸提取）
6.4.2 按附录给出的仪器工作条件及测定模式，通过仪
器的计算机系统和分析专用软件。

用10ng／mL的
Li、Be、Co、In、Tb、Bi、U标准溶液，选择同位
素7Li、9Be、59Co、115In、159Tb、209Bi、238U作为仪
器的最佳化调试后，进行被测元素的测量，由计算
机系统及专用软件自动计算和存储所有数据。

6.5 工作曲线的绘制与验证比对
6.5.1 工作曲线的绘制 选定一个合适的地球化学一级
标准物质(水系沉积物、土壤)，按照(6.4.1)条步骤，制备成相应的溶液。

同时制备一份样品空白溶液，按附录A 拟定的仪器工作条件进行测量，并由计算机绘制工作曲线。

6.5.2 工作曲线的验证和比对 选择3-5个地球化学一
级标准物质(水系沉积物、土壤)，按照(6.4.1)条步骤，制备成相应的溶液，按附录A 拟定的仪器工作条件进行测量，由计算机计算对应元素的含量，与各标准物质标准值进行验证和比对。

6.6 内标
本法采用的定量校正方法为内标校正方法。

选[ρ(103Rh)＝25ng ／mL]为测定的内标溶液。

内标溶液由内标溶液专用的蠕动泵管，泵入一个三通管阀，把内标溶液和样品溶液合并混合后，一并泵入雾化系统后进入等离子矩焰中。

7 分析结果计算
按下式计算各元素的含量：
)/(/)(1
00g g V m V V m m i μω⨯⨯-=
式中：i m ——从工作曲线上查得各元素的含量，μg/mL ；0m -从工作曲线上查得空白试验（6.2）各元素的含量， μg/mL;V-测定试液的体积，mL ；V 0-制备液总体积，
mL；V1—分取制备液体积，mL;m—试料质量，g。

8 干扰的校正
Hf的校正
本方法中所采用的样品分解方法，对某些含ZrO的样品中的Zr和Hf是分解不完全的。

直接测定Zr和Hf，其
测定结果只是能溶解进入溶液的部分，结果会严重偏低。

通过先测定出可溶解进入溶液部分的Zr和Hf的分量（表
观浓度），再用Zr的全量值来求得校正系数，从而计算出
Hf在样品中的全量。

计算公式为Hf全量=Hf分量×Zr全量/Zr分
量。

在测定未知样品中的Hf时，必须用其它分析方法（比
如X射线荧光光谱法）准确测定出Zr全量值后结合ICP-MS
测定的Hf和Zr的分量值才能计算出样品中Hf的含量。

附录A
（资料性附录）
A.1等离子体质谱仪工作条件
如表A .1
表 A.1等离子体质谱仪工作条件
等离子体技术参数测量条件技术参数
功率1150W 雾化器流速0.8~0.95L/min
冷却气（Ar）辅助气（Ar）
接口
φ采样锥（Ni）φ截取锥（Ni）15L/min
1.0L/min
1.2mm
1.0mm
（Ar）
进样泵速
进样冲洗时间
分辩率μm
单个元素积分
时间
扫描方式
100rpm
20s
100
0.5s
跳峰。