Введение
Глава I Теоретические основы применяемых методов и их место в практике аналитических исследований при анализе геологических объектов (литературный обзор) 12
1.1 Современное состояние аналитической химии исследуемых объектов 13
1.2 Метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой 15
1.2.1 Теоретические основы метода 15
1.2.2 Матричное влияние
1.2.2.1 Спектральное матричное влияние 17
1.2.2.2 Неспектральное матричное влияние 22
1.2.3 Способы пробоподготовки при анализе горных пород методом ИСП-МС 25
1.2.3.1 Кислотное разложение 26
1.2.3.2 Разложение сплавлением и спеканием 27
1.2.3.3 Микроволновая интенсификация кислотного разложения проб 28
1.2.4 Роль ИСП-МС в геохимии и аналитической химии 30
1.3 Атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС) 31
1.3.1 Процессы возбуждения атомов и происхождение эмиссионных спектров 31
1.3.2 Теоретические основы метода 33
1.3.3 Основы количественного спектрального анализа 36
1.4 Заключение 3 7
Глава II Усовершенствование способов пробоподготовки при анализе углеродистых горных пород методом ИСП-МС 39
2.1 Объекты анализа 39
2.1.1 Углеродистые горные породы 39
2.1.2 Анализируемые элементы 41
2.1.3 Объекты исследований
2.2 Реактивы и химическая посуда 45
2.3 Приборы и оборудование
2.3.1 Устройство масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Agilent Technologies 7500сх 47
2.3.2 Система микроволнового разложения Milestone Start D 51
2.4 Поиск эффективных путей вскрытия углеродистых геологических проб 55
2.4.1 Представительность навески 55
2.4.2 Кислотное разложение углеродистых горных пород согласно литературным данным 56
2.4.3 Изучение состава нерастворимого осадка в процессе кислотного разложения методом растровой электронной микроскопии с рентгеноспектральным микроанализатором (РЭМ с РСМА) 58
2.4.4 Изучение состава и характера преобразований нерастворимого осадка в процессе пробоподготовки методами АЭСсМАЭСиИКС 60
2.4.5 Сорбционная способность образующегося осадка 62
2.4.6 Исследование влияния термической обработки углеродистых пород на извлечение элементов-примесей 64
2.4.7 Исследование элементно-структурных изменений в черных сланцах путем предварительного обжига методами атомно-эмиссионной и ИК-спектроскопии 69
2.4.8 Определение оптимальной навески 72
2.4.9 Усовершенствование схемы кислотного разложения
2.5 Интенсификация пробоподготовки окислительными добавками 77
2.6 Сорбционное отделение железа и алюминия 83
2.6.1 Методика построения выходной кривой по железу (III) 84
2.6.2 Методика определения концентрации ионов РЗЭ спектрофотометрическим методом с Арсеназо III 84
2.6.3 Методика модифицирования оксида алюминия тайроном 85
2.6.4 Методика изучения сорбции в статическом режиме 85
2.6.5 Оптимизация условий сорбции Fe(III) в виде тиронатных комплексов на анионите АВС1-форме 85
2.6.6 Отделение ионов Fe(III) и А1(Ш) от РЗЭ на колонке с анионитом АВ-17-8 87
2.6.7 Тестирование на стандартном образце состава горной породы СЛг-1 89
2.7 Заключение 92
Глава III ИСП-МС определения элементов примесей 93
3.1 Оптимизация эффективной работы ИСП-МС 93
3.2 Термодинамическое моделирование высокотемпературных процессов пропекаемых в ИСП 96
3.3 Выбор изотопов и учет спектральных наложений 102
3.4 Схема проведения ИСП-МС анализа 105
3.5 Результаты ИСП-МС анализа углеродистых проб после кислотного разложения 1 3.5.1 Пределы обнаружения 105
3.5.2 Результаты ИСП-МС определений элементов-примесей в стандартных образцах 107
3.5.3 Сравнение результатов ИСП-МС определений элементов примесей с альтернативными методами 117
3.5.4 Результаты ИСП-МС определений элементов-примесей в рабочих пробах 120
3.6 Заключение 120
Глава IV Оптимизация условий проведения прямого атомно эмиссионного спектрального анализа геологических проб на основные компоненты 122
4.1 Атомно-эмиссионный спектральный комплекс «Гранд» с многоканальным анализатором эмиссионных спектров (МАЭС) 122
4.2 Структурно-модельная схема создания методик атомно-эмиссионного спектрального анализа 124
4.3 Теоретические аспекты программного комплекса 126
4.3.1 Моделирование физико-химических процессов в плазме
дугового разряда с целью оптимизации условий проведения анализа 126
4.3.2 Расчет хемометрических параметров плазмы, в том числе для атомов присутствующих в зоне разряда
4.3.3 Предварительное оценивание метрологических характеристик 135
4.4 Заключение 141
Глава V Разработка и метрологическая аттестация МВИ 141
5.1 Методика прямого спектрального анализа геологических углеродистых пород 141
5.1.1 Результаты метрологической аттестации методик 141
5.1.2 Подготовка стандартных образцов 143
5.1.3 Подготовка геологической пробы к анализу 144
5.1.4 Результаты прямого спектрального анализа геологических углеродистых пород 145
5.2 Методика определения элементного состава в пробах горных пород методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой 145
Выводы 147
Литература
