Комплексные подходы к характеризации наноалмазов детонационного синтеза и их коллоидных растворов (1105580), страница 20
Текст из файла (страница 20)
один96изосновныхнедостатковИСП–АЭСспектроскопии — наличиеспектральныхинтерференций, которые могут исказить (чаще всего завысить) сигнал определяемогоэлемента при количественном анализе, либо привести к ложноположительномузаключению о наличии элемента при качественном. В частности, в образцах SDND, G01 иG02 (все от одного производителя) обнаружено серебро (400–700 мкг/г) на длинах волн328.068, 338.289 нм, не интерферирующих с длинами волн других элементов, входящих всостав данных образцов. Также в SDND найдены следовые количества церия (7 мкг/г).Для определения церия использовали линии 418.659, 446.021, 456.236 и 462.816 нм.Последняя находится на плече линии аргона 462.844 нм и из окончательного расчетаисключена.
Только для образцов SDND на всех линиях обнаружили небольшой сигнал,давший близкие по значению концентрации. Указанные элементы входят в составкатализатора, используемого производителем в процессе интенсивной кислотнойобработки [164], либо в состав катализатора самого детонационного процесса.Довольно большие количества циркония (327.307, 339.198, 343.823, 349.619 нм), 0.3и 0.7 мас. % в зависимости от партии (2009 и 2012 года соответственно), обнаружили вобразцах NanoAmando, при производстве которого применяется мокрое измельчениеисходных НА в шаровой мельнице с циркон–иттриевыми шарами в течение несколькихчасов [162].
Содержание циркония оказалось таким, что в этих же образцах удалосьнадежно зафиксировать излучение линий гафния (263.872, 277.336, 301.290, 339.979 нм),который всегда сопутствует цирконию. Содержание Hf составило 40 и 80 мкг/г,соответственно. В остальных образцах цирконий обнаружен в следовых количествах.Кроме того, в образцах NanoAmando обнаружено небольшое (200 и 400 мкг/г) количествоиттрия (360.074, 371.029, 377.433, 437.494 нм), причем все 4 длины волны дали оченьблизкий по концентрациям результат, не искаженный никакими интерференциями отдругих элементов.
Для других образцов никакой эмиссии на данных длинах волн незарегистрировано. Источником иттрия также, скорее всего, являются перемалывающиешары.97Таблица 21 — Содержание элементов в образцах наноалмазов, найденное по данным ИСП-АЭС анализа суспензий(все концентрации приведены в мкг/г, n = 3, P = 0.95)ЭлементыAgAlBBaBiCaCdCeCoCrCuFeHfHgKMgMnMoNaNiPPbSSbSiSnSrTiVWYZnZrΣ1*23456789101112131415161718192021----660±100-800±120370±60-------------22-4±1300±45300±45425±64530±80265±4010500±1600370±60835±130700±1001450±20023±315±218±3700±100700±100310±5044±784±1330±51020±15085±13300±45-1170±180-540±80-80±12----35±5-------320±50140±20-----25±4-22±3--4±16±1-12±2-23±33.0±0.511±23.0±0.52.0±0.3-7±11.0±0.2----3.0±0.5------------------78±1276±111000±150280±4015±2300±4516±316±312±29±2135±2041±614±25470±820720±11057±965±10680±10024±43550±530340±50------3.0±0.52.0±0.3-----12±2------------7±1------------------1.0±0.21.0±0.22.0±0.31.9±0.3-----4±12.0±0.32.0±0.3-2.0±0.3-----2.0±0.3-15±257±958±920±311±27±1150±228±113±27±110±2290±40160±24-240±3670±111630±250520±80700±100280±402030±300320±5033±5410±62410±62860±13020±350±8120±2030±575±114±13.0±0.542±633±513100±2000420±60180±3050±830±5100±1540±670±106±1133±204100±6204000±6005680±8501780±270780±1202700±400400±601400±200564±85480±701820±2701200±1805730±8606100±9002450±3707940±12001080±1604100±6204250±6403600±540730±110---------40±680±12------------------------900±130160±2480±10---------4±120±323±342±6---20±385±139±1230±3545±734±514±218±3110±179±2145±2214±2-8.0±1.2-30±440±6-30±4-5±1--15±2-9±1560±8056±88±19±2100±15-517±8031±5-5±15±123±321±343±618±32.0±0.315±36±112±24±12.0±0.330±554±89±26±16±113±21.0±0.270±105±14±112±211±211±213±24±124±45±110±27±15±170±10100±15-60±950±883±1236±543±620±332±537±68.0±1.24660±7004700±70060±910800±16003.0±0.525±47±114±241±67±1130±2027±42.0±0.3180±3030±514±219±3100±155±1880±1321200±18086±13170±26170±26190±3015±22.0±0.334±5-6±19±120±335±517±37±132±511±246±734±560±98±1600±9021±3---27±411±221±3100±15----90±1427±4160±24170±3074±115100±770-80±122660±40033±510700±160052±855±855±833±55±120±330±426±44±1--6±16±1145±2090±14100±1513±216±212±25±16±15±124±480±1247±740±638±6200±3015±2--180±30200±30430±65280±40100±151530±230700±100380±60330±501200±180285±401350±200140±20----10±23.0±0.56±1----5±13.0±0.5-74±1160±95±14±13.0±0.5--3.0±0.5180±27170±26160±24620±901470±2201250±1901260±190200±30340±50300±45660±100210±30425±65500±751740±2602280±340810±120150±201720±260260±401500±230100±15-4±14±15±1170±2532±5175±26-45±7-5±19±28±14±140±617±325±413±215±220±324±43.0±0.5--1.0±0.27±15±1-3.0±0.5-------50±84±1----15±23.0±0.551±8174±26173±26165±25285±4034±5170±2586±13230±3514±215±21300±2001460±22012±3570±90520±80540±80470±70340±50400±6070±10410±60------7±1-10±2-----7±16±17±1-3.0±0.5-75±105±111±24±14±13.0±0.560±915±263±1031±530±585±13200±30130±2021±321±418±312±263±910±213±23.0±0.525±45±1---------200±30480±70-----------4±18.0±1.24±120±33.0±0.52.0±0.390±132.0±0.35±14±13.0±0.513±220±32400±36030±520±325±46±125±432±517±322±34±15±15±117±3-25±44±12.0±0.33200±4806800±10004±15±1-3.0±0.52.0±0.33.0±0.55±13.0±0.52.0±0.312±213±223±4933±14010300±1500 11400±1700 9200±1400 16800±2500 2760±410 16800±2500 1560±2303000±4505350±800 10500±1600 4870±7303860±580 23400±3500 18300±2700 8200±1200 17100±2600 2860±4309500±1400 8680±1300 15800±2400 14200±2100*1 – RDDM; 2 – RUDDM (2); 3 – RUDDM (3); 4 – RUDDM нефракционированные; 5 – SDND; 6 – G; 7 – G01; 8 – G02; 9 - G01P; 10 – NanoAmando 2009; 11 – NanoAmando 2012; 12 – DNA-TAN; 13 – DNA-STP; 14 –UDAG-S; 15– UDA-S; 16 – UDA-S-GO; 17 – UDA-SP; 18 – UDA-GO-SP; 19 – UDA-GO-SP-M1; 20 – UDA-GO-SP-M2; 21 – UDD-Nanogroup; 22 – UDD-Alit.
Содержания элементов, не представленных в таблице: Cs и Rb < 100мкг/г; As, Ge, Se и Tl < 10 мкг/г; Au, As, Be, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Ho, In, Ir, Li, Lu, Nb, Nd, Os, Pd, Pr, Pt, Re, Rh, Ru, Sc, Sm, Ta, Tb, Ta, Th, Tm, U и Yb < 1 мкг/г. «–» в таблице означает < 1 мкг/г.Среднее содержание элементов,% масс.98ЭлементРис. 20. Среднее содержание элементов в исследованных образцах наноалмазов.4.4.
Анализ наноалмазов с помощью рентгенофлуоресцентнойспектроскопииРентгенофлуоресцентнаяспектроскопия,какиИСП-АЭС,являетсяширокоиспользуемым методом многоэлементного анализа. В отличие от ИСП-АЭС, РФС позволяетдостаточно легко работать с твердыми образцами и, таким образом, анализ наноалмазоввозможен без их перевода в раствор тем или иным способом. Также можно анализировать игрубые суспензии полуфабрикатов, например, в процессе очистки. Однако это не означает, чтоРФС совсем не требует пробоподготовки, напротив, в этом методе гораздо сильнее проявляютсяразличные матричные эффекты (тип матрицы, ее основные элементы, дисперсность,гомогенность и т.п.), чем в ИСП–АЭС (в котором многие матричные эффекты нивелируютсяпереводом пробы в раствор).
РФС в целом менее чувствителен, чем ИСП–АЭС (хотянеобходимо учитывать разбавление пробы при переводе в раствор для ИСП). Тем не менее,пределы обнаружения современного рентгенофлуоресцентного спектрометра с волновойдисперсией и мощной рентгеновской трубкой (1–4 кВт) находятся на уровне 1 мкг/г, что хуже,но сопоставимо по порядку величины с ИСП–АЭС. Но поскольку, как показано выше,большинство примесей в наноалмазах находятся в значительно больших количествах,перспективно применить РФС для анализа их микропримесного состава.
Мы ставили передсобой задачу оценить принципиальные возможности РФС для анализа наноалмазов, а также99сопоставить полученные на ИСП–АЭС данные с данными принципиально иного метода дляподтверждения правильности первых.4.4.1. РФС: качественный анализНесмотря на убедительные данные ИСП–АЭС по наличию необычных элементов впробах некоторых наноалмазов мы дополнительно качественно проверили их наличие спомощью волнодисперсионной РФС. Для этого зарегистрировали рентгенофлуоресцентныеспектры наноалмазов как описано в методике 17.
Полученные спектры представлены на рис. 21– 23. Спектры ртути представлены на рис. 32.Зафиксировать сигнал от церия, к сожалению, не удалось, т.к. его содержание в образцеSDND в пересчете на сухое вещество и так близко к пределу обнаружения методарентгеновской флуоресценции, а образец исходно поставлялся в виде жидкости с содержаниемсухого вещества 5%. Объем имевшейся жидкости был недостаточен для получения нужногоколичества для РФС анализа.Единственный элемент, присутствие которого в наноалмазах можно ожидать, но которыйне определяется методом ИСП–АЭС ввиду низкой интенсивности его линий в доступномизмерению диапазоне — это хлор.
Его присутствие в значительных количествах вполневероятно из-за того, что в процессе технологической обработки наноалмазы проходят черезстадию обработки кислотами (в том числе и для удаления тех же металлических примесей),причем соляная кислота там присутствует обязательно для удаления примесей железа.Несмотря на отмывку, часть ее или остаточных хлоридов вполне может сорбироваться наповерхности наноалмазов.100Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
