测试方法与样品测试

主要分析方法及测试元素~

中国东部花岗岩类岩体样品选用了以仪器中子活化和X 射线荧光为主的15种不同的分析方法，由多家有经验的实验室和分析者进行了近70个元素或成分的测试（鄢明才等，1997a）。
选用了以ICP-MS和X射线荧光光谱为主的11种先进的分析方法，分析了中国西部和东南部花岗岩类岩体样品近70种元素或成分。各测试元素和测试方法是：Au，无火焰原子吸收光谱法；Ag、B、Sn，发射光谱法；As、Ge、Hg、Sb、Se，原子荧光光谱法；CO2，电位法；SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5，熔片法X射线荧光光谱法；H2O+，重量法；FeO，容量法；Bi、Cd、Co、Cs、Cu、Ga、Hf、Mo、Ni、Sc、Ta、Tl、U、W、Ce、Dy、Er、Eu、Gd、Ho、La、Lu、Nd、Pr、Sm、Tb、Tm、Y、Yb，等离子体质谱法；Be、Cr、Li，等离子体光学发射光谱法；F，离子选择电极；Ba、Cl、Mn、Nb、P、Pb、Rb、S、Sr、Th、Ti、V、Zn、Zr，压片法X射线荧光光谱法（詹秀春等，2002）。
使用国家一级标准物质（GSR-14、GSS-9、GSR-1、GSD-9、GSD-1a、GAu-10、GAu-11、GAu-2、GAu-8、GAu-9）和随机抽取重复测试样品进行质量监控。

方法提要：比表面积测试方法主要分连续流动法（即动态法）和静态容量法。 动态法是将待测粉体样品装在U型的样品管内，使含有一定比例吸附质的混合气体流过样品，根据吸附前后气体浓度变化来确定被测样品对吸附质分子（N2）的吸附量；静态法根据确定吸附量方法的不同分为重量法和容量法；重量法是根据吸附前后样品重量变化来确定被测样品对吸附质分子（N2）的吸附量，由于分辨率低、准确度差、对设备要求很高等缺陷已很少使用；容量法是将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内，向样品管内注入一定压力的吸附质气体，根据吸附前后的压力或重量变化来确定被测样品对吸附质分子（N2）的吸附量；动态法和静态法的目的都是确定吸附质气体的吸附量。吸附质气体的吸附量确定后，就可以由该吸附质分子的吸附量来计算待测粉体的比表面了。由吸附量来计算比表面的理论很多，如朗格缪尔吸附理论、BET吸附理论、统计吸附层厚度法吸附理论等。其中BET理论在比表面计算方面在大多数情况下与实际值吻合较好，被比较广泛的应用于比表面测试，通过BET理论计算得到的比表面又叫BET比表面。统计吸附层厚度法主要用于计算外比表面；动态法仪器中有种常用的原理有直接对比法和多点BET法；动态法比表面仪，与其它分析仪器类似，影响其精度主要取决于检测方法、管路设计和是否具备操作完全自动化。 检测方法：氮吸附动态法国内比较成熟的比表面积测试方法，在比表面积研究和相关数据报告中，只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法； 操作完全自动化：比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败。这会浪费测试人员很多的宝贵时间。真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品，才符合测试仪器行业的国际标准，同类国际产品全部是完全自动化的，人工操作的仪器国外早已经淘汰。真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品，将测试人员从重复的机械式操作中解放出来，大大降低了他们的工作强度，培训简单，提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品，大大降低了人为操作导致的误差,提高测试精度。 多点BET法为国标比表面测试方法，其原理是求出不同分压下待测样品对氮气的绝对吸附量，通过BET理论计算出单层吸附量，从而求出比表面积；其理论认可度相对直接对比法高，但实际使用中，由于测试过程相对复杂，耗时长，使得测试结果重复性、稳定性、测试效率相对直接对比法都不具有优势，这是也是直接对比法的重复性标称值比多点BET法高的原因；动态法和静态容量法是常用的主要的比表面测试方法。两种方法比较而言，动态法比较适合测试快速比表面积测试和中小吸附量的小比表面积样品（对于中大吸附量样品，静态法和动态法都可以定量的很准确），静态容量法比较适合孔径及比表面测试。虽然静态法具有比表面测试和孔径测试的功能，但静态法由于样品真空处理耗时较长，吸附平衡过程较慢、易受外界环境影响等，使得测试效率相对动态法的快速直读法低，对小比表面积样品测试结果稳定性也较动态法低，所以静态法在比表面测试的效率、分辨率、稳定性方面，相对动态法并没有优势；在多点BET法比表面分析方面，静态法无需液氮杯升降来吸附脱附，所以相对动态法省时；静态法相对于动态法由于氮气分压可以很容易的控制到接近1，所以比较适合做孔径分析。而动态法由于是通过浓度变化来测试吸附量，当浓度为1时的情况下吸附前后将没有浓度变化，使得孔径测试受限。 在低温（液氮浴）条件下，向样品管内通入一定量的吸附质气体（N2），通过控制样品管中的平衡压力直接测得吸附分压，通过气体状态方程得到该分压点的吸附量；通过逐渐投入吸附质气体增大吸附平衡压力，得到吸附等温线；通过逐渐抽出吸附质气体降低吸附平衡压力，得到脱附等温线；相对动态法，无需载气（He），无需液氮杯反复升降；由于待测样品是在固定容积的样品管中，吸附质相对动态法不流动，故叫静态容量法；以比表面积1m2/g的样品为例，该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml，在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml；样品管装样部分的剩余体积（也就是背景体积）约在3-5ml左右，要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到2%以内，可以算出要求压力传感器的精度要达到0.02%以上；但进口最好的压力传感器的精度只有0.1%，而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%，也就是说目前最高精度的压力传感器，即使温度场理想测定，液氮面理想恒定，环境温度理想准确条件下，对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml，即不确定度达到10%；若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品，其准确度就可想而知了。但对于中大比表面样品，一般吸附量不会那么微小，静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题；所以在小比表面样品的测试方面，静态法仪器测试的误差相对高精度的动态法仪器的误差大；静态法只能通过增加装样量来降低误差，常见的是静态一般都会为小比表面积样品配备大容量样品管，但由于背景体积（吸附腔体积）也随之增大，所以准确度提高也是有限的；这点是采用静态法仪器测试比表面积应考虑的因素。

产出煤粉的形态特征采用配带牛津(OXFORD)IE 250型X射线能谱仪(EDX)的日立S-3400扫描电子显微镜观察测试,通过煤粉形态特征的研究,力图查明煤粉的成因,推断煤粉的来源,为制定煤粉的管控措施奠定基础。

1.扫描电镜成像原理

扫描电镜成像原理与闭路电视相似,显像管上图像的形成是靠信息的传送完成的,电子束在样品表面逐点逐行扫描,依次记录每个点的二次电子、背散射电子或X射线等信号强度,经放大后调制显像管上对应位置的光点亮度,扫描发生器所产生的同一信号又被用于驱动显像管电子束实现同步扫描,样品表面与显像管上图像保持逐点逐行一一对应的几何关系。因此,扫描电子图像所包含的信息能很好地反映样品的表面形貌(张慧等,2003)。

2.X射线能谱分析原理

X射线能谱定量分析的理论基础是Moseley定律,即各元素的特征X射线频率v的平方根与原子序数Z成线性关系。同种元素不论其所处的物理状态或化学状态如何,所发射的特征X射线均应具有相同的能量。X射线能谱定量分析是以测量特征X射线的强度作为分析基础,可分为有标样定量分析和无标样定量分析两种。在有标样定量分析中,样品内各元素的实测X射线强度与成分已知的标样的同名谱线强度相比较,经过背景校正和基体校正,便能算出它们的绝对含量。在无标样定量分析中,样品内各元素同名或不同名X射线的实测强度相互比较,经过背景校正和基体校正,便能算出它们的相对含量。如果样品中各个元素均在仪器的检测范围之内,不含羟基、结晶水等检测不到的元素,则它们的相对含量经归一化后,就能得出绝对含量。

3.样品测试

采用配带牛津(OXFORD)IE 250型X射线能谱仪(EDX)的日立S-3400扫描电子显微镜对20个煤粉样品和18个煤岩粉样品放大60～2000倍进行观察,扫描电镜下煤粉样品的煤粉形态特征如图4-17所示,并对不同形态特征类型的颗粒进行能谱测试,测试其元素组成及含量(图4-18;样品HN.P3-5),从磨圆度、形态、表面特征和破裂方式等方面进行煤粉特征研究。扫描电镜下煤岩粉样品的煤岩粉形态特征如图4-19所示(样品XS-3-4),对比分析扫描电镜下煤粉样品和煤岩粉样品的形态特征,力图查明煤粉的成因,推断煤粉的来源。

---

雨城区17086866402： 样品检测时如何进行分析方法的选择 - ？
甄弦莫刻：[答案] 根据分析组分、浓度范围、样量多少、干扰情况和实验室条件及用户要求来确定.对于可有多个方法选择的的时候,应选成本低、周期短、安全环保的测试方法.

雨城区17086866402： 荧光分光光度计测试步骤是怎么样的 - ？
甄弦莫刻：[答案] 测试步骤: (一)样品准备 1.液体样品根据用户提供的技术指标,检查浓度范围是否合适,如果需要稀释,则要考虑所需溶剂类型和稀释倍数. 2.固体样品均匀粉末、片状或具有光滑平面的块状样品,均可直接测定. (二)操作步骤 1.开机:接通电源...

雨城区17086866402： 蔬菜农药残留检测方法？
甄弦莫刻： 农药残留检测仪方法 1、仪器正常工作条件. (1)室温25-35℃(室温低于25℃时加水浴). (2)室内相对湿度不大于85%. 2、试剂配制. ① 缓冲液:将缓冲液试剂袋中的试剂倒出,溶于500ml 蒸馏水中,溶解、混匀即可. ② 底物:往标注为底物...

雨城区17086866402： 亚硝酸盐检测方法 - ？
甄弦莫刻： 原发布者:tiny19850513亚硝酸盐测定 1、原理样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后,在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后,再与N-1-萘基乙二胺偶合形成紫红色染料,与标准比较定量. 2、试剂实验用水为蒸馏水,试剂不加说明者,...

雨城区17086866402： 塑胶件及五金件喷油丝印的检验测试方法有哪些? - ？
甄弦莫刻： 测试方法有:1,用刀打百格,然后用3M胶纸测试,要求100%无脱落, 2,酒精测试,500克力来回测试,看自己要求要过多少次. 3,耐磨测试:橡皮擦,RCA纸带测试, 4,指甲, 一般都是这些测试了 深圳高熙油墨

雨城区17086866402： 样品检测时如何进行分析方法的选择 - ？
甄弦莫刻： 根据分析组分、浓度范围、样量多少、干扰情况和实验室条件及用户要求来确定.对于可有多个方法选择的的时候,应选成本低、周期短、安全环保的测试方法.

雨城区17086866402： 某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料所能承受的撞击力进行测试,测试方法如图甲所示.测试时将材料样品平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止... - ？
甄弦莫刻：[答案] (1)在重物撞击样品前,压力传感器受到的压力不变,电阻不变,电路中的电流不变,由图乙可知,电路中的电流I=0.2A,由I=UR可得,电路中的总电阻:R总=UI=14V0.2A=70Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,...

雨城区17086866402： 卡尔费休水分测定仪测量方法有哪些? - ？
甄弦莫刻： 卡尔费休水分测定仪又叫微量水分测定仪,卡尔费休容量法也叫滴定法,需要对每个待测样品进行以下五个步骤:(1)先向滴定池中注入一部分甲醇,(2)滴定部分卡尔费休试剂,滴定甲醇中的水使其平衡,(3)注入10ul纯水,滴定,得到...