分流比对烃类单分子氢同位素分析的影响
李中平, 李立武, 陶明信, 王作栋, 王 广, 杜 丽, 张明峰, 石 磊
在单体烃的氢同位素系统测定中,以甲烷为样品,选择不同的分流比(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0),采用气相色谱-高温热转换-同位素比率质谱对相应的氢同位素比值进行研究。结果表明,不同的分流比对峰形、出峰面积及单体烃的氢同位素值有不同程度的影响,总体上随着分流比的增大,峰宽及峰面积呈现指数方式递减;特别是当分流比较小(小于1)时,导致氢同位素值测定结果的不确定度增大;分流比较大时,氢同位素值趋于稳定。文章对造成这种现象的原因进行了分析,认为在单体烃的氢同位素的分析中,选择较大的分流比不会导致明显的同位素分馏,从而对样品分析更为有利。
关键词: 分流比, 同位素比率质谱计, 气相色谱, 氢同位素比值, 单体烃
高真空与脉冲放电气相色谱联用装置研发及其在岩石脱气化学分析中的应用
李立武, 刘艳, 王先彬, 张铭杰, 曹春辉, 邢蓝田, 李中平
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201609080137
岩石中气体化学组成的分析具有重要意义。载气保护下的岩石脱气,过程比较复杂;高真空下岩石脱气的气相色谱分析报道较少,一般不能测量气体的总量;真空脱气质谱法对于分子量相近的气体,很难进行测量。针对上述问题,本文研制了高真空岩石样品脱气分析装置,该装置真空度 < 10-4 Pa,空白样品压强 < 0.1 Pa,N2含量测量精度为0.63%,标准温压下最少可测样品量 < 1 mm3。将其与带脉冲放电检测器的气相色谱仪联用,实现了岩石脱气及其微升量级气体化学组成的高灵敏气相色谱分析。利用本系统分析了五大连池火山岩、松辽盆地储层岩石和四川盆地页岩样品中释放的气体,结果表明:相比以往的实验装置和方法,该系统能够直接测量岩石脱出气体的总量,分段加热脱气分析样品用量更少,气体组成分析灵敏度更高,检测的主要成分是岩石脱气常见的成分,针对性较强。
关键词: 高真空电磁破碎, 微升量气体, 脉冲放电检测器, 幔源岩, 页岩气
稳定同位素质谱与同位素光谱结合的方法分析氧同位素17O/16O
李立武, 王广, 李中平, 杜丽, 曹春辉
传统的氧同位素分析方法一般将各种形式的氧转化为CO2,再通过稳定同位素质谱测定其氧同位素组成,由于二氧化碳中的17O和13C在质谱中有相同的质荷比m/z,这种方法不能测得17O同位素的丰度,三氧同位素(16O、17O、18O)丰度分析的关键是17O同位素丰度的分析。为了测量17O同位素丰度,一般需要先将各种形式的氧转化为O2,然后利用稳定同位素质谱进行分析,转化过程复杂或者有危险。本文提出了一种新思路,应用稳定同位素质谱与碳同位素光谱相结合的方法分析17O/16O。先采用传统方法将各种形式的氧转化为CO2,再由多接收器稳定同位素质谱计测得CO2的质谱峰高比45/44(记为R45),同位素光谱如光腔衰荡光谱测得13C/12C(定义为R13),计算其同位素比值17O/16O=(R45-R13)/2,方法的分析精度好于±0.08‰(1σ)。该方法是在传统方法的基础上,增加一个CO2碳同位素光谱分析步骤,通过简单的数据处理就可以获得17O同位素组成,而无需将各种形式的氧转化为O218O同位素样品制备方法成熟,无危险性,且分析精度优于或相当于其他测试方法。
关键词: 氧17, 三氧同位素, 光腔衰荡光谱, 非质量分馏效应
元素分析仪-同位素比值质谱测量碳氮同位素比值最佳反应温度和进样量的确定
徐丽, 邢蓝田, 王鑫, 李中平, 毛俊丽
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201701130005
沉积有机质的碳氮稳定同位素值是进行古气候、古环境及生态系统研究不可或缺的主要研究手段,目前碳氮同位素主要利用元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)系统来测定。EA-IRMS测定过程中的反应温度及样品进样量直接影响反应物在测试中的燃烧程度,从而影响测试数据的精度。本文利用EA-IRMS技术,以标准样品为参考,在不同转化温度下测试碳氮同位素值,研究保证测试精度的最佳反应温度条件;同时,通过分析不同含氮量样品的检测限,明确了样品含氮量与最低检测限之间的关系,确定了精确测定氮同位素值的最低进样量。结果表明:反应温度对测试精度有显著影响,在碳同位素测定时,将反应温度设定为900℃或以上时测试精度均能达到±0.2‰;氮同位素测定时,反应温度须设定为950℃时测试精度才能达到±0.3‰。实验得出样品含氮量与检测限之间的线性相关性为R2=0.873,开展氮同位素测定时可根据此关系来判断和控制进样量。
关键词: 元素分析仪-同位素比值质谱, 碳氮同位素比值, 反应温度, 检测限

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