[发明专利]一种激光剥蚀信号在线去汞装置

说明书

技术领域

本发明提供了一种激光剥蚀信号在线去汞装置，属于激光剥蚀电感耦合等离子体光/质谱分析领域。

背景技术

激光剥蚀电感耦合等离子体光/质谱LA-ICP-MS技术是最为成功和有效的直接对固体样品进行元素或同位素分析的技术之一。在众多的元素或同位素分析当中，铅元素同位素分析和单矿物铀铅定年在环境、地质、材料、考古等研究领域发挥着关键的作用。目前，制约获取高精度铅同位素²⁰⁴Pb检测结果主要来自汞同位素²⁰⁴Hg的干扰。因此，降低汞的背景在质谱分析中是非常迫切。

在质谱分析中，汞的背景主要源于仪器工作载气氩气、氦气中的汞杂质和矿物样品自身如硫化物、锆石等含有汞。在LA-ICP-MS分析玻璃、硫化矿物、长石和某些重要副矿物，如锆石的铀铅同位素定年时，一个非常细小的普通铅²⁰⁴Pb信号尖峰可以产生很大的不确定度。因此，除了要消除工作载气氩气、氦气中汞杂质的干扰，移除LA-ICP-MS激光剥蚀产生的样品气溶胶中汞的干扰在铅元素同位素分析和单矿物铀铅定年中也非常重要。

对于工作载气氩气、氦气中汞杂质的干扰，可以通过过滤工作载气氩气和氦气减少汞。目前，常采用的方法有镀金石英砂为吸附剂法、木炭过滤法等。用这些方法只能将工作载气中的汞的信号减少到约原来的50％，并不能在线的去除LA-ICP-MS激光剥蚀产生的样品气溶胶中汞。

激光日本学者Hirata等主要用活性炭等材料发明了一种木炭过滤器，用这种体积为200毫升的木炭过滤器可以过滤工作载气和剥蚀样品的气溶胶，汞的信号减少到原来的30％，但过较大的木炭过滤器体积(例如：400毫升)导致降低铅和铀的信号强度(大约40％)，不能满足低铅含量高汞背景样品的精确测定。

发明内容

本发明提供了一种激光剥蚀信号在线去汞装置，解决了背景技术中的不足，本装置不仅可去除工作载气中的背景元素汞，还可以在线去除激光剥蚀信号中的汞，且去汞效果卓越，几乎完全将汞从激光剥蚀的样品气溶胶中去除。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种激光剥蚀信号在线去汞装置，至少包括圆柱状的不锈钢去汞管，去汞管的两端分别为进气口和出气口，所述的去汞管中至少设置有一组捕汞阻隔片组，所述的捕汞阻隔片组由至少7片上下层叠的波纹板组成，所述波纹板由上至下均匀的分布在去汞管中，波纹板与去汞管的轴心线相平行，且波纹板的两侧边固定在去汞管的内壁上；所述的去汞管的内壁以及波纹板的表面上均设置有黄金涂层。

所述的黄金涂层的厚度为5～20微米。作为优选，所述的黄金涂层的厚度为10微米。

所述的波纹板的厚度为0.1～0.2毫米，波纹板的长度为20～40毫米，波纹板的波高为3～5毫米，波纹板中相邻的两波峰的距离为6～8毫米。作为优选，所述的波纹板的厚度为0.15毫米，波纹板的长度为30毫米，波纹板的波高为4毫米，波纹板中相邻的两波峰的距离为7毫米。

所述的波纹板的波纹倾角为45°。

所述的去汞管的长度为300毫米，直径为20毫米。所述的去汞管中在其中心位置处设置有一组捕汞阻隔片组，所述的捕汞阻隔片组由七片波纹板组成，波纹板的宽度由上至下依次为9毫米、14毫米、18毫米、20毫米、18毫米、14毫米、9毫米。

所述的波纹板上波纹的方向与去汞管的轴心线相垂直。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的激光剥蚀信号在线去汞装置不仅可去除工作载气中的背景元素汞，还可以在线去除激光剥蚀信号中的汞。将本发明装置用在LA-ICP-MS上，可将工作载气中的汞的背景信号值由原来的6毫伏将小到0.5毫伏。更重要的是,可将国际硫化物标样MASS-1中汞²⁰²Hg信号强度由256毫伏减少到0.7毫伏，这充分表明，汞几乎完全从激光剥蚀的气溶胶中去除。该激光剥蚀信号在线去汞装置卓越的去汞效果，可用于精确的测定铅含量较低汞含量高样品的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb同位素比值。攻克了高汞背景低铅含量样品的高精度铅同位素测定难题。

附图说明

图1为本发明提供的激光剥蚀信号在线去汞装置的整体结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本发明的除汞效果图；

图中：1-去汞管，2-进气口，3-出气口，4-波纹板。

具体实施方式