微波等离子体炬质谱技术快速鉴别天然石材与人造石材

天然石材主要有大理石、花岗岩等;人造石材多以不饱和聚酯树脂为基料,添加适量的无机物粉料和添加剂固化制成。由于石材种类繁多,并且各种石材的岩体所含矿物成分也有差异,当前很少应用化学成分分析方法能实现准确、快速鉴别天然和人造石材,仅有的红外光谱法由于对待测物纯度的要求较高而具局限性。本文基于微波等离子体炬源（MPT）同时具有热解吸与强电离能力,能在短时间内离子化待测物的特点,采用微波等离子体炬质谱（MPT-MS）技术,无需样品复杂预处理直接对天然石材与人造石材进行分析,获得正离子检测模式下在m/z 50-1000之间的石材的指纹谱图,并运用化学计量学的主成分分析（PCA）方法处理所获取的数据,实现了不同品质建筑石材的区分。结果表明,MPT-MS能够获得石材丰富的指纹谱图,结合PCA方法能够快速鉴别天然石材与人造石材,天然石材中解吸出的物质主要为CO2和H2O的团簇分子;而人造石材中解吸出的主要成分为有机物（人为添加的黏合剂等）。本研究采用的MPT-MS技术无需采用喷雾、激光、基质和加热等方法辅助,并且无需对石材进行任何复杂的处理即可进行质谱分析,从而获取石材表面及内部物质的质谱信息,为快速直接鉴定石材样品提供了一种新的质谱分析方法。