Int J Coal Geol发表代世峰团队关于地质样品中铕检测技术的的成果

发布者:刘裕国(2018-04-17)

煤中稀土元素的研究具有重要科学理论和实际应用意义,在理论方面,煤中稀土元素对沉积环境、蚀源区供给、沉积期或后期所遭受的地质作用、区域地质历史演化等具有重要的指示意义;在实际应用方面,煤或煤灰中的稀土元素是重要的资源,吸引了众多学者对其进行研究,已经成为全球研究的热点问题。煤中铕是关键金属元素,它在制造反应堆控制材料、中子防护材料、激光材料以及在原子能工业中有重要的应用。煤、煤灰、沉积岩中的铀的含量通常用电感耦合等离子体质谱的方法进行检测,该方法具有灵敏度高、检测限低、线性关系好、谱图简单等特点。但是,应用该方法检测样品的铕时,样品中钡所成的形成的氧化物和氢氧化物离子会对铕元素的谱峰造成重叠干扰,严重影响了铕的测试精度,导致测试结果出现偏差或错误。通过本次研究,我们开发了一种准确检测这些样品中铕的测试方法,该方法运用密闭容器微波消极技术、四级杆电感耦合等离子体质谱仪以及阳离子交换树脂(Bio-Rad AG50W-x8),有效消除了钡的多离子(137Ba16O136Ba17O135Ba18O134Ba18OH)对153Eu的干扰,该阳离子交换树脂可以有效分离消解的液体样品钡离子和铕离子。运用该方法对美国国家标准与技术研究所的煤和煤灰的标准物质进行了检测,验证了该方法对测试煤、煤灰和沉积岩中铕含量的可靠性。在该方法中,钡和铕方法检测限分别为0.030 μg/L  0.006 μg/L,校正曲线(限行范围为0–100 μg/L)检测系数大于0.9999。通过研究,认为当样品中的Ba/Eu的值大于1000时,如果不进行钡和铕的分离,样品中的钡会对铕的测试结果造成影响,从而会导致样品中铕的测试结果出现错误。

代世峰为该文的通讯作者,共同作者为严晓云、澳大利亚新南威尔士大学Ian Graham博士,以及研究生何鑫、单康华、刘鑫。该研究主要受国家自然科学基金国际合作重点项目(No. 41420104001)、国家973项目(No. 2014CB238902)、高等学校学科创新引智计划(No. B17042)、越崎学者等资助。

论文:Yan, X., Dai, S., Graham, I.T., He, X., Shan, K., Liu, X., 2018. Determination of Eu concentrations in coal, fly ash and sedimentary rocks using a cation exchange resin and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Int. J. Coal Geol. 2018, 191, 152–156. DOI: 10.1016/j.coal.2018.03.009.