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改装元素分析—稳定同位素比值质谱联用仪测定固体样品硫同位素

2021-08-19尹希杰王永涛刘维维

同位素 2021年4期

尹希杰,王永涛,2,刘维维,苏 静

(1.自然资源部第三海洋研究所 信息与测试保障中心,福建 厦门 361005; 2.河南理工大学 资源环境学院,河南 焦作 454000)

硫元素以多种价态和化合物形态广泛分布于大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。精确测定不同形态硫的δ34S值对于探究硫循环过程[1],以及分析人为活动产生的含硫污染物的来源、迁移转化过程等都具有重要意义[2-6]。硫同位素组成的测量方法从最初的离线制备,双路进样—同位素比值质谱法(SO2法和SF6法)[7-8]发展到在线连续流进样元素分析—稳定同位素比值质谱联用测定法(EA-IRMS)[9-10],其分析技术在保证数据精准的前提下向着方便、快捷和安全的方向发展。

EA-IRMS为元素分析仪和同位素比值质谱联用技术,利用元素分析仪将含硫固体样品在高温条件下氧化生成SO3气体,并被电解铜还原为SO2气体,纯化、分离以后经元素分析仪和同位素质谱接口,进入质谱仪测定。相比于双路进样模式,在线联用模式具有操作方便、分析时间短、自动化程度高等优点。该方法得到迅速推广的同时其本身存在的一些问题也不断被发现和解决。分析气体SO2中的氧同位素会干扰硫同位素值的测定结果[11],储雪蕾等[12]在离线制取SO2气体时,加入石英碎屑来均一硫酸盐中的氧同位素,消除氧的干扰;韩娟等[13]发现精确控制硫元素样品质量也可以减少氧的干扰从而获得更准确的测试结果。另外SO2是易粘滞的强腐蚀性气体,对仪器金属组件具有腐蚀和渗透作用,且存在严重的记忆效应,孟宪菁和François Fourel都报导了对色谱柱程序升温可有效降低SO2记忆效应的研究[14-15]。……

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