期刊信息
ISSN:2095-1035
CN:11-6005/O6
主管:中国有色金属工业协会
主办:矿冶科技集团有限公司
出版周期:月刊
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电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术在稀土功能材料中的分析适配体系与研究进展
蔡立芳;张捷;韩冰;稀土材料中中重稀土元素检测方法研究进展
宋保靓;孙鑫;杨金坤;冯均利;基于多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的Sm内标法在Ce同位素高精度测定中的应用研究
王庆龙;白江昊;吴昊;卢锡滨;蒋燕虹;李向雨;陈本科;韦刚健;密闭酸消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定方解石单矿物中稀土元素
张天玉;谭细娟;王柱命;电子探针测定高温热液型白钨矿中稀土等元素的空间分布及赋存状态
叶莹;许方;柯于球;便携式弯晶X射线荧光光谱法快速测定稀土矿产品中稀土元素含量
张磊;樊兴涛;武鹏;王晶晶;王祎亚;栾玲玉;微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定土壤中稀土氧化物示踪剂的前处理优化
罗基祥;张丽萍;孙小淇;叶莹莹;袁红朝;袁金蕊;基于SSA-GRNN优化模型的拉曼光谱塑料垃圾快速分类识别方法研究
庾鹏;赵鹏利;全球塑料垃圾产生量巨大,其快速、准确分类是实现资源化回收与污染控制的关键环节。传统人工分拣效率低、主观性强,近红外光谱技术对深色及含炭黑塑料的识别存在一定局限性。拉曼光谱具有分子指纹特征明确、非接触检测和远程探测能力强等优势,适用于垃圾场复杂环境下塑料废弃物的现场快速鉴别。针对大型垃圾分拣场塑料快速识别的实际需求,本文设计并搭建了远程原位拉曼探测系统,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)优化广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)的拉曼光谱分类方法(SSA-GRNN)。采集聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等6种典型塑料垃圾样品在不同颜色、表面状态和污染程度下的拉曼光谱,构建多状态样本数据库。对原始光谱进行基线校正、平滑去噪和归一化预处理,以消除荧光背景与随机噪声的干扰。在此基础上,建立GRNN分类模型,并利用SSA对模型平滑因子进行全局寻优。采用留一法交叉验证评价模型分类性能,并与传统GRNN及反向传播神经网络(Back propagation neural network,BPNN)进行对比。结果表明,不同种类塑料的拉曼特征峰与其分子结构具有明确的对应关系,可为塑料类别判定提供可靠的光谱依据。在相同数据集与预处理条件下,SSA-GRNN模型的总体分类准确率达96.7%,显著高于传统GRNN模型的88.3%和BPNN模型的85.6%。SSA对平滑因子的优化有效改善了模型分类边界,提升了拉曼光谱塑料识别的准确性与稳定性。所提出的SSA-GRNN结合远程拉曼光谱的识别方法可实现塑料垃圾的现场、快速、准确分类,分类性能明显优于传统神经网络模型,为大型垃圾分拣场塑料废弃物的自动化识别与智能分选提供了硬件系统与算法模型支撑,具有良好的工程应用潜力。
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定河套平原盐碱地中游离铁、游离铝
贾雷;刘仁贵;何文江;王正其;阿拉木斯;孙兆楠;左修源;河套平原盐碱地土壤高盐、高碳酸盐及有机配体共存,严重干扰重金属形态分析中游离铁、游离铝的准确测定。研究针对现有方法在该类复杂基质中适配性不足的问题,建立了基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的游离铁、铝测定方案。对比连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)法、草酸铵法、柠檬酸-EDTA法和稀盐酸法4种提取剂对盐碱土壤的提取效率以及提取pH值、提取时间和ICP-MS关键参数对测定结果的影响,结合内标校正与基体匹配消除高盐有机基体干扰。结果表明:DCB法在沸水浴提取60 min条件下,对晶质和非晶质铁铝的释放最为彻底,测定均值分别为18 450和3 260 mg/kg。提取时间60 min为最佳动力学稳态节点,相对标准偏差(RSD)<2.5%,加标回收率95.2%~97.8%。ICP-MS优化条件为射频功率1 300 W、雾化气流量1.00 L/min;铁采用He碰撞模式(4 mL/min)消除82%的ArO+干扰,铝采用NH3反应模式(0.2 mL/min)消除72%的碳氮多原子干扰。与传统分光光度法对比,ICP-MS检出限降低约3个数量级,精密度(RSD)稳定在2.2%~4.5%,加标回收率为93.6%~99.2%,且有效克服了有机配体竞争显色与高盐光散射干扰。本方法准确可靠、抗干扰能力强,可为河套平原盐碱地土壤重金属形态精准分析与生态风险评估提供关键技术支撑,并适用于高盐、高有机复杂基体中痕量元素的测定。
基于融合变分模态分解-主成分分析-K最近邻(VMD-PCA-KNN)算法的拉曼光谱快速识别鱼体中微塑料
赵鹏利;庾鹏;针对复杂生物基质(如鱼类样品)中微塑料拉曼光谱受背景噪声干扰严重、传统方法识别精度低的问题,本文提出一种融合变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)、主成分分析(Principal component analysis,PCA)与K最近邻(K-nearest neighbors,KNN)的微塑料快速识别方法。首先,利用VMD对原始拉曼光谱进行自适应分解,在有效抑制噪声的同时保留微塑料的特征谱峰;随后通过PCA降维提取关键特征,最终采用KNN分类器实现微塑料类型的鉴别。结果表明:VMD相比小波去噪显著提高了信噪比并保留了更多光谱细节,PCA降维后类间分离度明显改善,KNN识别准确率高于97%,且其计算效率优于其他算法。实际鱼类样品检测进一步验证了该方法在复杂基质中的可靠抗干扰能力。本研究提出的VMD-PCA-KNN方法显著提升了复杂生物基质中微塑料的检测精度与效率,为水体生物样品中微塑料的快速筛查及环境风险监测提供了有效的技术支撑。
我国环境金属元素监测标准现状与优化路径
郭娅;朱红霞;王若瑶;张霖琳;我国金属元素环境监测方法以实验室分析为主,涵盖分光光度法、原子吸收光谱法/原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法/质谱法等,现场快速监测技术(如便携式X射线荧光光谱法、阳极溶出伏安法)虽已有应用,但缺乏相应标准方法。现有标准体系存在碎片化问题,如便携式快速监测标准欠缺,传统方法(如分光光度法)存在有毒试剂使用、操作繁琐及技术滞后等问题;金属形态分析覆盖不足,前处理标准定位模糊,部分原子吸收光谱法标准重复、冗余。此外,新技术方法的等效性评价机制尚不完善,管理标准引用方法时缺乏系统评估与动态更新,导致部分低效或应淘汰的方法仍被推荐或难以替代更新。针对上述问题,以环境空气中金属元素监测标准为例,提出构建“分层分类+模块化整合”的金属元素监测标准体系,以及“参比方法锚定+全生命周期等效性评价”机制,以期为完善标准体系提供优化路径。
石灰性土壤交换性盐基及盐基总量检测方法的影响因素研究
曹蓉;蒋倩;唐昊冶;王彦;龚华;晏井春;朱波;孙晓丽;黄蓉;董玲;交换性盐基及盐基总量是评价石灰性土壤健康、保障作物生长的重要指标,当前检测方法中,针对该指标测定的滤纸要素、振荡条件等样品前处理操作缺乏指导性和可操作性,且相关前处理参数对实验效率和测定结果准确度的影响鲜有系统研究。本文以潮土、栗钙土等典型土壤为研究对象,系统探究了滤纸要素(类型、直径、流速)和振荡条件(方式、时间)等关键前处理技术对测定结果的影响,并进行了显著性统计分析。结果表明:在氯化铵-乙醇交换下,定量滤纸的钙、镁背景值显著低于定性滤纸(P<0.05),低盐基含量样品ASA-15的交换性镁、钠测定结果在两种滤纸间存在显著差异(P<0.05),而高盐基含量样品测定结果无显著差异;滤纸直径对测定结果存在规律性影响,12.5、15 cm滤纸处理的测定结果整体高于11、18 cm滤纸;3种流速滤纸的盐基及总量测定结果无显著差异(P > 0.05),选用中速滤纸即可满足测定要求;20~60 min振荡时间对交换性钙、镁等四个指标均无显著影响,综合考虑时间效率与测定准确度,设备设定30 min即可;振荡方式对提取效果影响显著,回旋式振荡处理下交换性钙、镁、钠及盐基总量显著高于往复式振荡(P<0.05),提取效率更优。本方法测定结果的相对标准偏差(RSD)和相对误差(RE)绝对值分别小于等于3.9%、8.8%,精密度和正确度良好,检出限灵敏度高能够满足土壤质量分析的要求。本研究明确了石灰性土壤交换性盐基及总量测定的前处理参数,可为该指标标准化、高效化检测提供科学依据,同时为相关科研实验的数据质量控制提供技术支撑。
电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)技术的应用进展
阮桂色;概述了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱技术的发展,并分别详细介绍了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)在金属材料、地矿、冶金、水质、环境、食品、农业、石油化工、生物、医药等不同领域的应用进展。最后对电感耦合等离子体原子发射光谱分析法的发展前景做了展望。
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)最新应用进展
冯先进;屈太原;本文归纳了2008年以来电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的最新应用进展,并主要阐述了近年来ICP-MS在地质科学、生物与医学、食品安全、农业生产、材料科学、冶金工业、环境分析中的应用。从样品处理,进样技术,内标元素的选择等多方面综述了ICP-MS在不同领域的应用。最后对ICP-MS的发展前景做了展望。
X-射线荧光光谱分析技术的发展
章连香;符斌;归纳了X-射线荧光光谱分析技术发展的进程。从现代控制技术的改善、仪器检测性能的提高、元素检测范围的扩大等8方面阐述了波长色散X-射线荧光光谱技术的进展,还就能量色散X-射线荧光光谱仪的X射线管和探测器技术的快速发展及近10年来我国在X-射线荧光光谱分析方法方面的论文发表情况进行了总结,对近年来X-射线荧光光谱仪的发展趋势———手持式、偏振、微束分析等进行了评述,并对其技术的发展方向进行了展望。
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及其联用技术研究进展
李金英;石磊;鲁盛会;郭冬发;综述了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及其联用技术的研究进展,详细阐述了:1)各种色谱与ICP-MS的接口研究;2)MS技术的改进及信息处理研究,如采用碰撞池技术,高分辨等离子体质谱仪、多接收高分辨等离子体质谱仪和飞行时间质谱仪等;3)进样技术和联用技术,如激光烧蚀、微波消解、冷蒸发进样等技术的进展。讨论了电感耦合等离子体质谱及联用技术的发展趋势,并对目前存在的主要问题及可能的解决方案进行了讨论。
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤中的重金属元素
乐淑葵;段永梅;采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了国家标准土壤样品中的部分重金属元素(Cd,Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Mo)的含量,其测定值与推荐值相符,准确度符合国家标准要求。各元素方法的检出限满足要求,相对标准偏差(RSD)介于0.91%4.3%,加标回收率介于94%~106%。方法简便快速,结果准确,可以运用于大批量地质样品中的部分重金属元素含量的同时测定。
X射线光电子能谱(XPS)分析方法中的数据处理
潘燕芳;李晓静;廖华平;李东;林晓倩;主要阐述X射线光电子能谱(XPS)数据的分析步骤及方法,从分析软件选择、荷电校准、背底基线扣除方式、峰形拟合方式、元素定性定量等方面进行详细概述,并列举了XPS有关手册及相关的数据库网站,举例说明文章中常见的错误。旨在帮助XPS分析领域的初学者,包括尚未完全熟悉XPS分析技术的研究人员、研究生和X射线光电子能谱从业人员,使他们能够全面了解XPS分析的方法步骤,基本掌握X射线光电子能谱数据的处理步骤及方法,在后续的数据处理中避免或减少分析错误,提升数据分析质量,让X射线光电子能谱测试技术更好地服务于科研,助力科研的发展进步。
电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)技术的应用进展
阮桂色;概述了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱技术的发展,并分别详细介绍了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)在金属材料、地矿、冶金、水质、环境、食品、农业、石油化工、生物、医药等不同领域的应用进展。最后对电感耦合等离子体原子发射光谱分析法的发展前景做了展望。
X-射线荧光光谱分析技术的发展
章连香;符斌;归纳了X-射线荧光光谱分析技术发展的进程。从现代控制技术的改善、仪器检测性能的提高、元素检测范围的扩大等8方面阐述了波长色散X-射线荧光光谱技术的进展,还就能量色散X-射线荧光光谱仪的X射线管和探测器技术的快速发展及近10年来我国在X-射线荧光光谱分析方法方面的论文发表情况进行了总结,对近年来X-射线荧光光谱仪的发展趋势———手持式、偏振、微束分析等进行了评述,并对其技术的发展方向进行了展望。
便携式激光诱导击穿光谱仪测定土壤中重金属
马明俊;方丽;赵南京;韩守炉;陈富强;时晨;土壤重金属污染对农作物生长和人体健康都有严重危害,现场快速检测对土壤重金属污染调查、应急监测具有重要意义。采用自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场快速检测仪对矿区周边土壤进行现场检测分析,以835个不同基质土壤的光谱数据建立定标数据库,通过支持向量机建立回归模型对土壤重金属元素含量进行定量反演。现场检测获取的全波段光谱波动在15%以内,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等6种元素光谱强度相对标准偏差平均值为6.31%。将检测结果与实验室电感耦合等离子体质谱法分析对比,6种元素的皮尔逊相关系数r在0.850 1~0.982 9,检测结果80%以上处于±30%相对误差区间分布。对比结果表明自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场检测仪可以满足现场快速检测需求。
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)最新应用进展
冯先进;屈太原;本文归纳了2008年以来电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的最新应用进展,并主要阐述了近年来ICP-MS在地质科学、生物与医学、食品安全、农业生产、材料科学、冶金工业、环境分析中的应用。从样品处理,进样技术,内标元素的选择等多方面综述了ICP-MS在不同领域的应用。最后对ICP-MS的发展前景做了展望。