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李潮峰等-AC:硅钨酸发射剂用于超微量样品锶同位素比值分析
2019-07-04 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  锶同位素比值(87Sr/86Sr)在地球UU快三科学、天体化学、环境化学、食品产地溯源、考古学等领域中具有广泛的应用价值。自20世纪60年代以来,热电离质谱仪(TIMS)一直被视为87Sr/86Sr比值分析的基准技术,该方法不仅具有优良的准确度还具有极高的灵敏度。优良的灵敏度,是超微量样品高精度87Sr/86Sr比值分析的前提。提升灵敏度的关键在于,选择适宜的发射剂改善Sr+在金属丝带表面的离子产额,传统方法主要采用氟化钽作为发射剂,然而钽发射剂无法满足超微量样品(≤200pg)的分析需求,尽管新型1013高阻能部分弥补灵敏度不足的缺陷,但其较窄的信号动态检测范围、较长的衰减时间、复杂的校正技术以及昂贵的价格,制约了1013高阻的广泛装配和应用。这一技术瓶颈极大制约了相关学科的发展,因此,研制具有更高灵敏度的发射剂尤为紧迫。 

  针对上述问题,中科院地质与地球物理所固体同位素实验室教授级高工及其合作者,发现采用硅钨酸作为发射剂,以Re灯丝作为样品载体,可实现超微量Sr样品(30-200pg,图1)的高精度87Sr/86Sr分析,与传统的氟化钽发射剂相比,硅钨酸具有3个显著优势: 

  1)提高了3倍灵敏度,Sr离子产额可达~16%,而钽发射剂的Sr离子产额仅~5% 

  2)易于制备和纯化,硅钨酸是水溶性固体粉末,用高纯水溶解后通过阳离子树脂纯化即可; 

  3)硅钨酸绿色环保无腐蚀性,而氟化钽发射剂具有一定腐蚀性,需在氢氟酸介质中才能稳定存在。 

  综上所述,硅钨酸发射剂的启用是Sr同位素分析技术的重要进展,有望推进相关研究领域的发展。 

1 硅钨酸发射剂用于超微量NIST987标样Sr同位素比值测试

  研究成果发表于Analytical Chemistry (Li et al. Li C F, Chu Z, Wang X C, et al. Sr isotope analysis of picogram-level samples by thermal ionization mass spectrometry using a highly sensitive slicotungstic acid emitter[J]. Analytical chemistry, 2019, 91: 72887294.) 

 
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