XRF(X射线荧光光谱仪)与ICP - OES(电感耦合等离子体发生光谱仪)是常见的成分分析设备,以下为你从多方面对比分析这两种仪器:
基本原理
- XRF:初级X射线与样品表面原子核外电子相互作用,发生能级跃迁后发射出特征X射线。由于每个元素的特征X射线能量和波长固定且固定,通过探测器探查样品中元素特定的能量或者特定角度的荧光辐射,即可获得样品中的组成元素。
- ICP - OES:物质在高频电磁场所形成的高温等离子体中有良好的特征谱线发射,用半导体检测器检测这些谱线能量,然后参照同时测定的标准溶液,即可计算出试液中待测元素的含量。
仪器类型及特点
- XRF:分为能量色散型X射线荧光光谱仪(EDXRF或EDX)和波长色散型X射线荧光光谱仪(WDXRF)。其中,WDXRF用晶体分光后由探测器接收经过衍射的特征X射线信号,元素检测范围广,从Be - U可进行全元素分析,比EDXRF分辨率高,检出限好,精度高,稳定性好,但价格较高;EDXRF则采用半导体探测器与多道分析器分辨特征X射线信号,检测范围较窄,从Na - U,其体积小,价格相对较低,检测速度较快。
- ICP - OES:其前身为ICP - AES(电感耦合等离子体原子发射谱仪),因发射光谱技术用到了越来越多的离子线,所以现在改叫OES。一般情况下,主要测试液体样品,测样时需要将样品溶解在特定的溶剂中(一般是水溶液),大部份元素的检出限为1~10ppb,一些元素也可得到亚ppb级的检出限。
优缺点对比
|类型|优点|缺点|
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|XRF|1. 分析速度快,一般2 - 5min内完成样品中元素的检测;
2. 非破坏性,在测定中不会引起化学状态的改变,也不会出现试样飞散现象;
3. 同一试样可反复多次测量,结果重现性好;
4. 分析精密度高;
5. 固体、粉末、液体样品等都可以进行分析,检测范围从ppm - 100%。|1. 标样与待测需匹配,获取较难;
2. 对轻元素的灵敏度较低;
3. 基体效应、矿物相效应、粒度效应等都会对检测产生影响;
4. 是表面成分分析,故样品必须满足表面平整,成分均匀才能获得好的结果。|
|ICP - OES|1. 可以同时快速地进行多元素分析;
2. 灵敏度较高,每毫升亚微克级;
3. 基体效应低,较易建立分析方法;
4. 标准曲线具有较宽的线性动态范围;
5. 可无任何谱线缺失的全谱直读;
6. 可同时分析常量(低浓度)和痕量组分;
7. 具有良好的精密度和重复性。|1. 样品为液态,是破坏性检测;
2. 样品需经由强酸高温长时间或者高压等消化步骤,变成液体样品;
3. 需处理在前处理中产生的废水废气,以及检测过程中产生的废气;
4. 由于前处理使用强酸高温处理,因此,对应安全防护措施要求高。|
应用侧重
- XRF:优势在于常量元素检测,是检测物质中各种氧化物和元素的含量以及成分分析。
- ICP - OES:在痕量元素检测方面更优,一般应用于溶液中化合物离子的含量分析。
样品前处理
- XRF:样品前处理简单。
- ICP - OES:需要通过湿法将样品制备成液体。
标样情况
- XRF:标样匹配要求严格,但采用标样制作标准曲线成功后可长期使用。
- ICP - OES:标样获取较简单,但在测试前需要对所测元素建立标准曲线。
以上内容仅供参考