在利用X射线荧光光谱仪分析物质成分时,除了正确使用和操作X射线荧光光谱仪外,还需要制定合理、准确的定量分析方法。定量分析是利用一定的实验或数学方法,准确地获得未知样品中元素的定量浓度数据。
定量分析的前提是保证样品的代表性和均匀性。过分强调分析的准确性,忽视样本采集方法和采样理论的研究与应用,是不科学、不合理的。只有采集具有代表性的特征样本,才能具有科学价值和现实意义。目前,抽样理论的研究尚需进一步探讨。在这里我们主要关注如何保证定量分析方法的准确性。
要做定量分析,需要完成三个步骤。首先,根据待测样品和元素以及分析的准确度要求,采用一定的样品制备方法,保证样品的粒度均匀、适宜;并通过实验,选择合适的测量条件,对样品中的元素进行有效的激发和测量,然后用一定的方法得到净峰强度,在此基础上用一定的数学方法对元素进行定量测量,计算分析物浓度。
1、获得光谱峰的净强度
要获得待测元素的浓度,必须准确测量待测元素光谱峰的净强度。净峰值强度等于峰值强度减去背景。
虽然实际背景是指当分析物为零时,在与分析元素相对应的能量或波长处测得的计数,但由于背景取决于基质成分,因此不实用。因此,使用没有分析物的所谓“空白”样品测量背景并用于背景校正是危险和不正确的。
当峰背比大于10时,背景效应很小。在这种情况下,最好的计数方法是峰值计数时间大于背景计数时间。当峰背比小于10时,背景影响较大,需要准确扣除。
2、干扰校正
当样品中被测物存在分析谱线重叠时,可用比例法扣除干扰。对于复杂系统,需要通过解谱或拟合来消除干扰。
3、浓度计算
扣除背景和干扰,求出分析元素的净峰强度后,建立分析线强度与标准样品中分析组分浓度之间的强度-浓度定量分析方程。该方程可用于未知样品的定量分析。
对于简单的体系,如基体效应可以忽略的薄样品或在一定条件下的微量元素分析,可以在峰净强度与浓度之间建立简单的线性或二次方程。对于地质样品等复杂体系中的主、次、微量元素的分析,需要进行基体校正才能得到准确的结果。
X射线荧光光谱法的特点是制造工艺简单,但需要复杂的基体校正才能获得定量分析数据。XRF分析的最大局限是依赖标准样品。