偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体发射光谱法结合扫描电镜-能谱测定锡矿石中锡钨锌铜铁锰

锡石不溶于盐酸、硝酸及王水,测定其中元素含量时通常采用碱熔融分解样品,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定。而传统的过氧化钠或其他氧化性熔剂会引入大量的盐类,酸化提取后的溶液需要进一步分离或稀释,这样不仅影响分析的准确度及较低含量元素的测定限,长时间测定还会引起等离子体信号降低,造成仪器损伤。本文将锡矿石经偏硼酸锂熔融,超声波水浴处理,用ICP-OES法同时测定锡、钨、铁、锰、铜、锌元素含量,在标准溶液中匹配等量锂盐,各待测元素之间无明显干扰,操作简单快捷,环境污染小。实验过程中结合扫描电镜-能谱(SEM-EDX)微区分析技术,观察和分析不同熔剂量下样品熔珠的形貌特征和成分差异,发现随着熔剂与样品比例从小至大,熔珠表面结构呈现由松散、易碎向细粒、致密均匀的规律性变化,当熔剂与样品的比例达到7∶1后,熔珠表面形态无明显变化,当熔剂与样品的比例为8∶1时,熔珠表面能明显检测出硼元素的存在,说明此时的熔剂过量,从而实现了应用SEM-EDX技术来确定ICP-OES法分析中熔剂与样品的最佳配比。本研究还探讨了锡矿石样品的熔融温度和时间、介质酸度,对锡矿石标准物质GBW07281进行分析测定,方法精密度(RSD)为1.20%~8.06%,方法检出限为0.0012%~0.0098%,满足了样品中元素定量分析的要求。

扫描电镜-能谱在单个包裹体物质组成研究中的应用

利用扫描电镜 -能谱对四川冕宁稀土矿床早期萤石的单个流体 -熔融包裹体中的成分进行了分析 ,发现包裹体内流体相阳离子以 Na、Ca、K、Ba为主 ,阴离子以 SO4、F、Cl为主 ,有意义的是在包裹体中发现了 L a、Ce、Nd等稀土元素 ,其中矿化元素铈的含量最高。

扫描电镜-能谱法测定工作场所空气中的石棉

目的建立扫描电镜-能谱法(SEM-EDS)测定工作场所空气中6种石棉方法,与《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ 2.1—2019)石棉限量标准配套使用。方法通过标准品获得6种石棉电镜下的形貌图和能谱图,分析不同石棉种类形貌和能谱的差异;通过检测极细温石棉纤维,确定该方法定性能力极限。配置含10%(w/w)温石棉模拟样在模拟工作场所中进行采集和检测。结果建立了扫描电镜-能谱法测定工作场所空气中6种石棉的方法,通过电镜图形貌分析可基本将温石棉、青石棉与其他4种石棉区分开,通过能谱分析进一步区分6种石棉。该方法可对宽度>0.12μm的温石棉定性。仪器单视场面积为0.03mm^2、滤膜面积1256mm^2、观察50个视场,采样体积为30L、计数6份样品,平均值为94f,95%CI为(76.8~116.1)f,相对标准偏差(RSD)为16.8%;计算石棉计数浓度(c)为2.62f/cm^3,95%CI为(2.15~3.23)f/cm^3,方法检出限为0.08f/cm3。结论该方法可定性定量检测工作场所空气中6种石棉,具有良好的推广价值。

应用扫描电镜-能谱分析技术研究松辽盆地营城组致密砂岩中火山灰的微观特征

利用场发射扫描电镜-能谱观测松辽盆地营城组致密砂岩时,发现一些不同于一般陆源碎屑的颗粒。详细的微观形貌和微区能谱分析结果表明,这些颗粒为火山灰,且以玻屑为主。低倍镜下,火山灰粒径以粉砂级为主,呈凹面棱角状、弧状或者长条状,排列无方向,与泥质紧密接触;颗粒表面平坦,干净,且常见贝壳状或平行线状断口。高倍镜下,火山灰由外及内脱玻化作用明显,呈港湾状边缘,内部可见微纳米气液包体孔。脱玻化后的矿物有微纳米级(0.5~5μm)的石英和高岭石、绿泥石、伊利石等粘土矿物。能谱分析结果显示,火山灰的Si∶O原子比通常为1∶1~4∶1不等,其比值普遍大于石英的Si和O原子比1∶2。这些微纳米现象的揭示与认识为识别细粒碎屑岩中的分散状火山灰提供了新的依据和途径。

利用原子力显微镜与能谱-扫描电镜研究页岩孔隙结构特征

已有研究表明页岩中纳米孔隙与组成导电膜的金颗粒处在同一量级,使得页岩中纳米孔隙在一定程度上被金颗粒掩埋,导致页岩中纳米孔隙被“二次改造”,从而无法真实观察到页岩中孔隙的形态特征;其次,由于受仪器分辨率、景深等因素的制约,无法观察到孔隙的三维展布特征。因此,如何真实地揭示纳米孔隙的空间结构特征,以及如何有效避免金颗粒对页岩储层中纳米孔隙的“二次改造”一直是微区分析的难点。本文通过扫描电镜(SEM)与原子力显微镜(AFM)方法组合观察到四川盆地龙马溪组黑色页岩中有机孔与无机孔在二维平面的分布存在较强的非均值性,孔径与孔隙的空间延展性呈现明显的正相关关系。有机孔呈蜂窝状分布,孔径主要分布在微米量级0.1~0.4μm,孔隙在三维空间呈现明显的“一体化”特征,具有较好的空间连通性;无机孔主要发育黏土矿物的层间孔隙,孔径主要分布在纳米量级16~57nm,此外见少量的矿物粒内不规则状溶蚀孔。研究认为,页岩中孔隙在二维平面的非均值性导致孔隙、喉道的分布会发生突变,从而影响储层的储集性能;页岩中孔隙在三维空间的非均值性导致页岩储层的渗透率在纵向上出现较大的差异,从而影响储层的物性特征。

蒙特卡罗模拟在单颗粒扫描电镜-能谱定量分析中的应用研究

使用扫描电镜-能谱分析技术在10kV/1nA条件下分别对微束分析国家标准样品、K411玻璃微球和自制的颗粒标准样品进行了测试,并用CASINO程序对其进行了元素定量计算,以检验蒙特卡罗模拟在单颗粒分析中的适用性。研究结果表明:(1)无论是块状还是颗粒标准样品,CASINO程序给出的定量计算结果总体上都明显优于能谱仪自带的XPP程序;(2)相比归一化法,CASINO程序能显著地校正颗粒效应;(3)对于Cu、Zn等KαX射线荧光产额较低的元素,在其含量较低时最好使用Lα线进行定量计算;(4)对于Cr2O3等存在严重谱线重叠的样品,进行相应的重叠校正也可得到较为准确的定量计算结果。

应用能谱-扫描电镜分析铜矿床伴生元素的赋存状态

铜矿床中的伴生元素通常具有较高经济价值,其矿物颗粒细小,往往从微米级到纳米级,因此难以被发现和获得利用,进而导致无法系统地对其赋存状态进行研究。本文以“里伍式”铜矿床中的矿石矿物为研究对象,通过背散射图像、二次电子像观察以及X射线光谱点、线与面分析技术的相互佐证,获得铜矿床伴生元素矿物物相、形貌特征、赋存状态、定性/定量及分布规律等信息。实验中选取扫描电镜的加速电压20kV、发射电流10μA、能谱脉冲处理活时间100s,同时对样品前处理、测试过程中的关键技术进行详细探讨,形成了一套有效的分析铜矿床中有关伴生元素的能谱-扫描电镜(EDX-SEM)微区分析方法。应用该方法分析查明四川里伍铜矿床中金、银、钴、铋、硒等元素的赋存状态,这些元素以独立矿物存在或类质同象的形式分布在其他矿物中。通过对这些伴生元素赋存状态的研究,为矿物工业价值的认定、矿床资源评价、伴生元素的回收利用提供了微观依据,为矿山的开采、选矿以及冶炼工艺过程的制定提供了技术支撑。

应用能谱-扫描电镜和X射线衍射技术研究原煤伴生矿物中稀土和放射性元素赋存形式

研究原煤中稀土及放射性元素的赋存形式,对原煤是集中还是分散利用、燃煤过程中粉煤灰的排放截留、从原煤或粉煤灰中提取稀土及放射性元素等方面都具有指导意义。由前人研究可知不同矿区原煤中稀土及放射性元素的赋存形式有差异。本文研究了山西省霍西煤田两个矿区175个煤样中稀土及放射性元素的赋存形式,应用背散射电子图像(BSEI)定位分析区域,应用BSEI、能谱-扫描电镜法(EDX-SEM)中的面分析(EDS-mapping)和粉晶X射线衍射法确定了主要伴生矿物,应用BSEI和EDX-SEM中的点分析(EDS-point)确定了微量伴生矿物。在煤样中发现了铈镧钕钇镝钪六种稀土元素及一种放射性元素钍,其中铈、镧和钕主要以磷酸盐形式伴生于高岭石类矿物中,部分伴生在含氧化铝或氧化硅较多的矿物中,少量存在于碳中;钇、镝以磷酸盐或氧化物形式独立存在于碳中;在部分锆石、独居石中分别发现了钪和钍。研究表明,该矿区煤样中稀土元素主要以细粒自生矿物的形式伴生在其他矿物中,少数以独立矿物的形式存在于碳中,放射性元素钍伴生在独居石中。

应用X射线衍射-扫描电镜-光学显微镜鉴定黑龙江石墨尾矿中的绢云母

石墨尾矿作为一类二次资源,当云母类矿物的含量在10%以上时,具有回收利用价值。黑龙江某地石墨尾矿中含有10%以上的云母类矿物,但其细度（500~800目）低于常规的云母矿,本文采用X射线衍射（XRD）分析矿物组成,再结合化学分析、扫描电镜-能谱、光学显微镜与纯矿物进行对比,由此鉴定云母类矿物种属。XRD研究初步表明石墨尾矿含有的云母族矿物属于白云母亚类或黑云母亚类。扫描电镜分析表明尾矿中的云母矿物与纯绢云母矿物均以片状和鳞片状为主要存在形态,而纯黑云母主要以片状形式存在。尾矿的Si O2含量为5%~13%,Al2O3含量为4%~8%,与纯绢云母接近。光学显微镜鉴定显示在正交偏光下石墨尾矿中的云母颜色和纯绢云母类似,而与纯黑云母截然不同。综合以上结果最终可确定该地石墨尾矿中的云母族矿物为白云母亚类中的绢云母。本研究为后续石墨尾矿的选矿工艺奠定了基础,也可应用于类似细度绢云母的鉴定。

扫描电镜-能谱分析技术在煤矿物组成研究中的应用

本文简要地评介绍了扫描电镜-能谱在煤矿物组成研究中的应用。

基于SEM-EDS及GC-MS技术研究有机氯分子结构对零价铜脱氯机制的影响

零价铜作为一种廉价金属很少应用于促进氯代有机物脱氯研究,其原因是零价铜的催化还原脱氯活性差,且反应机制复杂。本文采用机械球磨技术制备了Cu-Fe和Cu-Ni合金,研究零价铜在不同微观环境下对对氯苯酚(4-CP)的脱氯行为,旨在考察有机氯分子结构对零价铜脱氯机制的影响。应用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)及色相色谱-质谱(GC-MS)分析发现,铜原子的微环境及有机氯分子结构均影响铜的脱氯机制。在Cu-Fe体系中,Cu遵循经典的催化加氢脱氯机制,4-CP的降解产物为苯酚;Cu-Ni体系的还原作用来源于零价铜,其中的镍金属并未起到催化加氢作用,Cu-Ni合金及单独零价铜对4-CP的降解产物是环己酮。零价铜对4-CP的降解率可达70%以上,而Cu-Fe体系的降解率仅为34%,两者对芳香族氯代物的降解效率差距显著。零价铜能够降解化学稳定性高的4-CP和苯酚,但不能降解化学稳定性相对较差的脂肪族氯代有机物(如一氯乙酸和二氯乙酸),因此认为零价铜脱氯机制并非传统的催化加氢机制,而是遵循直接电子传递还原机制,且有机氯分子的苯环结构是零价铜直接电子传递还原的诱因。

固-液反应包膜尿素膜的微结构与红外光谱特征及氮素释放特性研究

应用扫描电镜和红外光谱仪对2种固-液反应型包膜尿素的膜结构及成膜机理进行分析,并结合水中氮素溶出特性探讨了膜的结构特征与控释性能的关系。结果表明,固-液反应型包膜尿素膜由固体颗粒间的紧密排列并通过液体胶联的多层叠加构成,叠加层间和单层固体颗粒间排列的紧密程度决定膜的孔隙度和孔径大小,且与包膜材料特性有关。对膜谱学特征研究表明,固、液2种包膜材料在复合成膜过程中固体粉末表面的O-H与液体包膜材料的双键位置有键合作用,这种键合作用是膜形成和保证膜强度的基础。2种包膜尿素氮素释放速度有较大差别,且与膜结构密切相关,膜的孔隙度和孔径大小是决定氮素溶出速率的关键因素。

大黄蒽醌羟丙基-β-环糊精包合工艺优化

目的 优化大黄蒽醌羟丙基-β-环糊精包合工艺。方法 以搅拌速度、包合温度、包合时间为影响因素,芦荟大黄素、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、大黄总蒽醌包合率及包合物得率的综合评分为评价指标,正交试验优化包合工艺。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对包合物进行表征,测定它在水中的平衡溶解度。结果 最优条件为大黄蒽醌与羟丙基-β-环糊精比例1∶40,搅拌速度100 r/min,包合温度50℃,包合时间4 h,综合评分为97.67分。大黄蒽醌包入羟丙基-β-环糊精空腔中,即包合物制备成功,它在水中的平衡溶解度高于原料药。结论 该方法稳定可行,所得大黄蒽醌羟丙基-β-环糊精包合物包合率高,可显著改善原料药水溶性。

扫描电镜-能谱法测定生活饮用水中石棉

建立了扫描电镜-能谱法(SEM-EDS)测定生活饮用水中石棉(≥10μm)的方法,使用场发射扫描电镜可对宽度大于0.050~0.124μm的石棉纤维进行定性和计数。若生活饮用水中存在以藻类为主的有机质干扰,使用紫外-过硫酸钾消解可消除相应干扰。配置低、中、高3个浓度的石棉悬浊液模拟水样交由国内不同地区的6家实验室进行方法学验证,结果表明,方法实验室内RSD为10%~37%,实验室间RSD为10%~39%,蓝藻干扰消除实验回收率平均值为98.1%,RSD为11%。方法检出限为5.0×10^4~11.6×10^4个/L,低于GB 5749限量规定的700×10^4个/L。

对几种典型土壤中粘粒级有机-矿质复合体的初步表征

采用超声分散法提取了江西红壤、黑龙江黑土和北京潮土等3种典型土壤的粘粒级有机-矿质复合体,分别用傅立叶转换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDS)以及固态核磁共振(NMR)等方法对提取的有机-矿质复合体进行了表征。结果表明,黑土复合体具有最高的有机质含量和最大的阳离子交换容量。3种复合体的主要矿物成分均为石英,但红壤复合体还含有云母与闪石等成分,而黑土和潮土复合体主要还包括长石和方解石成分。对NMR不同化学位移域的谱峰积分得到3种粘粒级复合体有机碳的组成比例,红壤复合体中脂类C的含量最高,黑土复合体中烷氧基C的含量最高,而潮土中烷氧基C、脂类C以及芳香族C的含量相差不多。

新型聚硅酸铝锌-壳聚糖絮凝剂的结构及性能研究

以硅酸钠、硫酸铝、硫酸锌、壳聚糖为主要原料制备聚硅酸铝锌-壳聚糖絮凝剂,采用扫描电镜、傅立叶红外光谱、XRD对絮凝剂进行表征,分析其结构及性能.实验证明聚硅酸铝锌-壳聚糖具有紧密的空间网状结构,对污水处理具有重要意义.

聚丙烯酸酯/TiO_2-SiO_2纳米杂化材料的制备与表征

用原位复合、溶胶-凝胶法制取热固性聚丙烯酸酯基纳米SiO2包覆TiO2的有机-无机纳米杂化材料,通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDAX)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等对材料的结构和性能进行了表征,通过实验证明了纳米TiO2-SiO2复合物对紫外线有很好的吸收性能,应用到丙烯酸树脂材料中具有很好的紫外线屏蔽效果。

低能Ti^+注入彩棉种子的深度-浓度分布研究

本文用SEM-EDS(扫描电镜—能量色散X射线谱仪)测量了能量为20KeV,剂量为8×1016/cm2的钛离子注入彩棉种子后的浓度-深度分布,并对其分布曲线进行分析,我们认为,低能离子注入植物种子使其后代产生变异的机理,是注入离子直接作用和注入离子产生的次级效应的间接作用共同作用的结果。

刹车油GC-MS分析及在案件中的应用

刹车油是液压制动系统中传递制动压力的液态介质,常用的有醇醚型和酯型刹车油。在一起损坏刹车油管意图谋杀的案件中,刹车油的分析对关联作案工具至关重要。本文建立了GC-MS分析刹车油的方法,通过对醇醚类物质裂解机制的推断,确定了特征离子,实现了微量刹车油的检测。结合金属成分分析结果,在案件中为确定作案工具提供了关键证据。一方面为类似案件中刹车油成分分析提供技术参考,另一方面希望能帮助办案人员树立起利用微量物证的意识和观念,为案件的分析和现场重建提供新思路。

新疆奎屯农田土壤对砷(Ⅴ)的吸附-解吸特征

为明确新疆奎屯垦区农田土壤对As(Ⅴ)的吸附-解吸特征,本研究通过吸附-解吸试验并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,探究研究区土壤对As(Ⅴ)的吸附-解吸能力及结合机理。结果表明:研究区土壤在吸附As(Ⅴ)的过程中单层和多层吸附同时发生并以单层吸附为主,且吸附容易进行(Freundlich方程参数n>2)。在15、25℃和35℃3个温度下,土壤对As(Ⅴ)的吸附量、结合能力、吸附速率均在35℃时最大,15℃时最小;土壤对As(Ⅴ)的解吸量则在35℃时最小,15℃时最大。土壤是多种Si、Fe、Al氧化物构成的复合体,吸附、解吸反应主要是发生在—OH、N—H、C=O、C—H、—SH 5种官能团上;黏土矿物和有机质为As(Ⅴ)提供发生络合作用的载体,对As(Ⅴ)的吸附起到了促进作用。As(Ⅴ)被吸附到含有C、Si、K、Ca、Na、Mg、Al和Fe元素的有机质、多种金属(氢)氧化物以及黏土矿物等物质中。研究区高pH、低有机质的土壤环境,使As(Ⅴ)容易被释放到土壤溶液中,从而增大了As(Ⅴ)向深层土壤及植物中迁移的风险。