xác định hàm lượng các nguyên tố trong một số mẫu xi măng và gạch men bằng phương pháp huỳnh quang tia x

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Lệ Mai XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ TRONG MỘT SỐ MẪU XI MĂNG VÀ GẠCH MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Lệ Mai XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ TRONG MỘT SỐ MẪU XI MĂNG VÀ GẠCH MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Huỳnh Trúc Phương Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Trúc Phương người giúp đỡ đóng góp ý kiến quý báu cho em suốt trình thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô Khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt trình học trường Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ môn Vật lí Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt chị Lưu Đặng Hoàng Oanh tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Cuối cùng, em muốn nói lời cảm ơn tới người thân gia đình bạn bè, người động viên giúp đỡ em vượt qua khó khăn học tập sống Mặc dù cố gắng nhiều kiến thức kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn để đề tài phong phú hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014 Lê Lệ Mai i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU .1 Chương .3 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HUỲNH QUANG TIA X 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng phương pháp huỳnh quang tia X 1.2 Lý thuyết phát xạ huỳnh quang tia X 1.2.1 Định nghĩa tia huỳnh quang 1.2.2 Hiệu ứng matrix 1.3 Tương tác tia X với vật chất 1.3.1 Hệ số suy giảm 1.3.2 Quá trình tán xạ 1.3.3 Quá trình hấp thụ 10 1.4 Cường độ huỳnh quang thứ cấp 11 1.5 Các phương pháp phân tích định lượng [2] 14 1.5.1 Phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính 14 1.5.2 Phương pháp chuẩn nội 18 1.5.3 Phương pháp hàm kích thích 19 1.6 Nguồn kích thích tia X 20 1.6.1 Ống phát tia X 20 1.6.2 Nguồn đồng vị phóng xạ 21 1.7 Kết luận chương 22 Chương 23 2.1 Hệ phân tích huỳnh quang tia X Bộ môn Vật lí Hạt nhân 23 2.1.1 Nguồn tia X 23 2.1.2 Hệ đo XRF 23 2.2 Xử lý mẫu 24 2.3 Chuẩn bị mẫu chiếu mẫu 27 ii 2.3.1 Khảo sát xi măng 27 2.3.1.1 Chuẩn bị mẫu cho phương pháp chuẩn ngoại 28 2.3.1.2 Chuẩn bị mẫu cho phương pháp chuẩn nội 31 2.3.1.3 Chiếu đo mẫu 34 2.3.2 Khảo sát gạch men 35 2.3.2.1 Chuẩn bị mẫu cho phương pháp chuẩn nội 35 2.3.2.2 Chuẩn bị mẫu cho phương pháp hàm kích thích 39 2.3.2.3 Chiếu đo mẫu 41 2.4 Kết luận chương 42 Chương 43 3.1 Kết phân tích hàm lượng Ca 43 3.1.1 Phương pháp chuẩn ngoại 43 3.1.1.1 Kết thực nghiệm loại mẫu 43 3.1.1.2 Kết phân tích 44 3.1.2 Phương pháp chuẩn nội 47 3.1.2.1 Kết thực nghiệm loại mẫu 47 3.1.2.2 Kết phân tích 48 3.2 Kết phân tích hàm lượng Fe 53 3.2.1 Phương pháp chuẩn nội 53 3.2.1.1 Kết thực nghiệm loại mẫu 53 3.2.1.2 Kết phân tích 54 3.2.2 Phương pháp hàm kích thích 59 3.2.2.1 Kết thực nghiệm loại mẫu 59 3.2.2.2 Kết phân tích 60 3.3 So sánh đánh giá kết 64 3.4 Kết luận chương 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .72 PHỤ LỤC 75 iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ICP-MS Inductively Coupled Plasma - Mass Phương pháp khối phổ plasma Spectrometry cảm ứng SDD Silicon Drift Detector Đầu dò silic công nghệ Drift XRF X - Ray Fluorescence Huỳnh quang tia X v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Nguồn chuẩn tia X 16 Bảng 1.2 Năng lượng đặc trưng cho anode 21 Bảng 1.3 Các nguồn phóng xạ thường dùng phổ kế huỳnh quang tia X 21 Bảng 2.1 Khối lượng mẫu phân tích phương pháp chuẩn ngoại 28 Bảng 2.2 Khối lượng mẫu so sánh phương pháp chuẩn ngoại 30 Bảng 2.3 Khối lượng mẫu phân tích 31 Bảng 2.4 Khối lượng mẫu so sánh 33 Bảng 2.5 Khối lượng mẫu hiệu chỉnh 34 Bảng 2.6 Khối lượng mẫu phân tích phương pháp chuẩn nội 36 Bảng 2.7 Khối lượng mẫu so sánh để xác định hệ số cường độ φ 38 Bảng 2.8 Khối lượng mẫu hiệu chỉnh phương pháp chuẩn nội 39 Bảng 2.9 Khối lượng mẫu phân tích phương pháp hàm kích thích 40 Bảng 2.10 Khối lượng mẫu chuẩn 41 Bảng 3.1 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Ca mẫu phân tích 43 Bảng 3.2 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Ca mẫu so sánh 44 Bảng 3.3 Hàm lượng Ca đo phương pháp chuẩn ngoại 45 Bảng 3.4 Hàm lượng trung bình Ca đo phương pháp chuẩn ngoại 46 Bảng 3.5 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Ca Ti mẫu phân tích 47 Bảng 3.6 Cường độ vạch K α K β (số đếm/3600s) Ca mẫu hiệu chỉnh 48 Bảng 3.7 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Ca Ti mẫu so sánh 48 Bảng 3.8 Giá trị tỉ số k 49 Bảng 3.9 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Ca Ti sau hiệu chỉnh 49 Bảng 3.10 Các giá trị hệ số suy giảm khối 50 Bảng 3.11 Giá trị tỉ số cường độ vạch K α Ca Ti 50 Bảng 3.12 Kết tính hệ số cường độ φ 51 Bảng 3.13 Hàm lượng Ca đo phương pháp chuẩn nội 52 Bảng 3.14 Hàm lượng trung bình Ca đo phương pháp chuẩn nội 53 vi Bảng 3.15 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Fe Co mẫu phân tích 53 Bảng 3.16 Cường độ vạch K α K β (số đếm/3600s) Fe mẫu hiệu chỉnh 54 Bảng 3.17 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Fe Co mẫu so sánh 54 Bảng 3.18 Giá trị k từ mẫu hiệu chỉnh 55 Bảng 3.19 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Fe Co sau hiệu chỉnh 55 Bảng 3.20 Các giá trị hệ số suy giảm khối mẫu so sánh 56 Bảng 3.21 Giá trị tỉ số cường độ vạch K α Fe Co 56 Bảng 3.22 Kết tính hệ số cường độ φ từ mẫu so sánh 57 Bảng 3.23 Hàm lượng Fe đo phương pháp chuẩn nội 58 Bảng 3.24 Hàm lượng trung bình Fe đo phương pháp chuẩn nội 59 Bảng 3.25 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) Fe mẫu phân tích 59 Bảng 3.26 Cường độ vạch K α (số đếm/3600s) nguyên tố mẫu chuẩn 60 Bảng 3.27 Giá trị ρT 60 Bảng 3.28 Giá trị hệ số suy giảm khối mẫu chuẩn 61 Bảng 3.29 Giá trị F(Z) ứng với nguyên tố mẫu chuẩn 61 Bảng 3.30 Giá trị hàm kích thích F(Z) hệ số suy giảm khối Fe 62 Bảng 3.31 Hàm lượng Fe đo phương pháp hàm kích thích 63 Bảng 3.32 Hàm lượng trung bình Fe đo phương pháp hàm kích thích 64 Bảng 3.33 Kết hàm lượng Ca (%) mẫu xi măng 65 Bảng 3.34 Độ sai biệt phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội 65 Bảng 3.35 Độ sai biệt phương pháp XRF so với phương pháp tham khảo 66 Bảng 3.36 Kết hàm lượng Fe (%) mẫu gạch men 66 Bảng 3.37 Độ sai biệt phương pháp chuẩn nội phương pháp hàm kích thích 67 Bảng 3.38 Độ sai biệt phương pháp XRF so với phương pháp tham khảo 67 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tán xạ Rayleigh tán xạ Compton tia X Hình 1.2 Quá trình phát tia X đặc trưng 10 Hình 1.3 Sự thoát electron Auger 11 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý phương pháp huỳnh quang tia X 12 Hình 2.1 Hệ đo XRF 24 Hình 2.2 Các mẫu xi măng 24 Hình 2.3 Các mẫu gạch men 25 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình xử lý mẫu 25 Hinh 2.5 Các mẫu gạch men sau xử lý 26 Hình 2.6 Chày, cối rây kích cỡ 0,25µm 26 Hình 2.7 Đèn hồng ngoại cân điện tử 27 Hình 2.8 Khay mica dùng đựng mẫu 27 Hình 2.9 Các mẫu phân tích phương pháp chuẩn ngoại 28 Hình 2.10 Các mẫu so sánh phương pháp chuẩn ngoại 30 Hình 2.11 Các mẫu phân tích 31 Hình 2.12 Các mẫu so sánh 33 Hinh 2.13 Các mẫu hiệu chỉnh 34 Hình 2.14 Nguồn 55Fe kích mẫu 35 Hình 2.15 Các mẫu phân tích phương pháp chuẩn nội 36 Hình 2.16 Các mẫu so sánh phương pháp chuẩn nội 37 Hình 2.17 Các mẫu hiệu chỉnh phương pháp chuẩn nội 38 Hình 2.18 Các mẫu phân tích phương pháp hàm kích thích 39 Hình 2.19 Các mẫu chuẩn 41 Hình 2.20 Nguồn 3H/Zr kích mẫu 42 Hình 3.1 Đường chuẩn hàm lượng Ca 45 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc tỉ số cường độ xạ đặc trưng Ca Ti vào khối lượng Ca 51 viii Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc tỉ số cường độ xạ đặc trưng Fe Co vào khối lượng Fe 57 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hàm kích thích F(Z) vào bậc số nguyên tử Z 62 65 Bảng 3.33 Kết hàm lượng Ca (%) mẫu xi măng Tên mẫu Hàm lượng Ca (%) Chuẩn ngoại Chuẩn nội Tham khảo A 45,98 50,64 46,30 B 38,59 37,71 38,60 C 40,55 43,98 40,40 D 36,90 37,01 37,10 E 42,61 42,17 42,00 F 39,63 40,06 38,90 Bảng 3.34 trình bày độ sai biệt giá trị hàm lượng Ca thu từ phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội Bảng 3.34 Độ sai biệt phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội Tên mẫu Hàm lượng Ca (%) Độ sai biệt Chuẩn ngoại Chuẩn nội A 45,98 50,64 9,20% B 38,59 37,71 2,33% C 40,55 43,98 7,80% D 36,90 37,01 0,30% E 42,61 42,17 1,04% F 39,63 40,06 1,07% Nhận xét: Kết từ bảng 3.34 cho thấy hàm lượng nguyên tố Ca đo từ hai phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội có sai lệch không lớn, 10% Bảng 3.35 trình bày độ sai biệt giá trị hàm lượng Ca thu từ phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội so với kết phân tích Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm Tp Hồ Chí Minh 66 Bảng 3.35 Độ sai biệt phương pháp XRF so với phương pháp tham khảo Tên mẫu Chuẩn ngoại Chuẩn nội A 0,69% 9,37% B 0,03% 2,31% C 0,37% 8,86% D 0,54% 0,24% E 1,45% 0,40% F 1,88% 2,98% Nhận xét: Kết từ bảng 3.35 cho thấy giá trị hàm lượng Ca xác định phương pháp chuẩn ngoại có chênh lệch không đáng kể so với phương pháp tham khảo (từ 0,69% đến 1,88%), giá trị hàm lượng Ca xác định phương pháp chuẩn nội có sai lệch lớn (từ 0,24% đến 9,37%) Bảng 3.36 trình bày kết giá trị hàm lượng Fe thu từ phương pháp chuẩn nội, phương pháp hàm kích thích phương pháp tham khảo Bảng 3.36 Kết hàm lượng Fe (%) mẫu gạch men Tên mẫu Hàm lượng Fe (%) Chuẩn nội Hàm kích thích Tham khảo A 1,01 0,83 0,69 B 2,77 2,50 2,35 C 3,60 3,37 3,27 D 3,88 3,70 3,54 E 2,63 2,49 2,34 F 2,67 2,61 2,45 Bảng 3.37 trình bày độ sai biệt giá trị hàm lượng Fe thu từ phương pháp chuẩn nội phương pháp hàm kích thích so với kết phân tích Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm Tp Hồ Chí Minh 67 Bảng 3.37 Độ sai biệt phương pháp chuẩn nội so với phương pháp hàm kích thích Tên mẫu Hàm lượng Fe(%) Độ sai biệt Chuẩn nội Hàm kích thích A 1,01 0,83 22,89% B 2,77 2,50 10,80% C 3,60 3,37 2,37% D 3,88 3,70 0,54% E 2,63 2,49 0,80% F 2,67 2,61 2,30% Nhận xét: Kết Bảng 3.37 cho thấy giá trị hàm lượng Fe xác định từ phương pháp chuẩn nội hàm kích thích có sai biệt lớn, cụ thể: 22,89% mẫu A, 10,80% mẫu B, mẫu lại có sai lệch 3% Bảng 3.38 Độ sai biệt phương pháp XRF so với phương pháp tham khảo Tên mẫu Chuẩn nội Hàm kích thích A 47,83% 20,29% B 17,87% 6,38% C 10,09% 3,06% D 9,60% 4,52% E 12,39% 6,41% F 8,98% 6,53% Nhận xét: Kết từ bảng 3.38 cho thấy giá trị đo từ phương pháp chuẩn nội phương pháp tham khảo có chênh lệch lớn, lên đến 47,83% mẫu A, 17,87% mẫu B, mẫu lại có độ sai lệch nhỏ 13% Đối với phương pháp hàm kích thích có sai lệch nhỏ hơn, cao 20,29% mẫu A, mẫu lại có sai lệch 7% 68 3.4 Kết luận chương Trong chương 3, luận văn trình bày kết thực nghiệm từ mẫu sau chiếu, từ số liệu thực nghiệm thu luận văn xác định hàm lượng nguyên tố Ca mẫu xi măng hàm lượng nguyên tố Fe mẫu gạch men Ngoài ra, luận văn tính toán độ sai biệt kết phương XRF phương pháp XRF so với phương pháp tham khảo 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Sau thời gian thực đề tài Bộ môn Vật lí Hạt nhân - Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, luận văn đạt số kết sau:  Xác định hàm lượng nguyên tố Ca số mẫu xi măng phương pháp chuẩn ngoại chuẩn nội sử dụng nguồn kích 55Fe với sai số tương đối nhỏ (dưới 4%), hàm lượng trung bình Ca tổng kết bảng 3.4 bảng 3.13  Xác định hàm lượng nguyên tố Fe số mẫu gạch men phương pháp chuẩn nội phương pháp hàm kích thích sử dụng nguồn kích 3H/Zr với sai số tương đối nhỏ (dưới 1%), hàm lượng trung bình Fe tổng kết bảng 3.24 bảng 3.32  Đối với gạch men có sai biệt cao kết phân tích từ phương pháp chuẩn nội phương pháp hàm kích thích so với giá trị tham khảo, nguyên nhân hiệu ứng matrix nguyên tố mẫu chưa hiệu chỉnh  So với phương pháp chuẩn nội phương pháp hàm kích thích, phương pháp chuẩn ngoại cho kết tốt với giá trị sai số tương đối nhỏ (dưới 2%)  Kiến nghị Dù hoàn thành đạt số kết quả, luận văn số mặt hạn chế cần phải khắc phục nghiên cứu kĩ để việc đo đạt tính toán xác tương lai, luận văn xin đưa số kiến nghị hướng phát triển đề tài sau:  Để hạn chế việc mẫu bị nhiễm bẩn trình xử lý mẫu cần sử dụng dụng cụ xử lý mẫu chuyên môn tân tiến 70  Sử dụng thêm số phần mềm phân tích xử lý phổ chuyên dụng ưu việt để nâng cao hiệu độ xác cường độ xạ tia X đặc trưng hiệu chỉnh chồng chập đỉnh lượng với  Các giá trị hệ số suy giảm khối tra cứu theo chương trình XCOM Do cần tìm hiểu nghiên cứu quy trình thực nghiệm để xác định hệ suy giảm khối  Ngoài ra, khả ghi nhận detector XR-100SDD nên số nguyên tố Al, Si, mẫu xi măng gạch men xác định được, điều gây khó khăn việc định tính mẫu sử dụng thuật toán để hiệu chỉnh matrix Do đó, nguyên tố đối tượng nghiên cứu đề tài xi măng gạch men 71 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Huỳnh Trúc Phương, Lưu Đặng Hoàng Oanh, Huỳnh Thị Thu Hương, Nguyễn Ngọc Vân, Lê Lệ Mai (2014), "Hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phép phân tích huỳnh quang tia X mẫu hai thành phần Fe - Cr", Hội nghị khoa học lần thứ IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Tp.HCM, 21-11-2014 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Thị Ngọc Diệp, Đinh Công Bột, Nguyễn Hoàn Chiến, Nguyễn Văn Sinh (2012), " Nghiên cứu xác định Zr Hf kim loại xốp phương pháp huỳnh quang tia X", Viện Công Nghệ Xạ Hiếm Trần Phong Dũng, Huỳnh Trúc Phương, Thái Mỹ Phê (2003), Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi xạ ion hóa, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Thái Khắc Định (2007), " Sử dụng phương pháp phân tích huỳnh quang tia X để phân tích phân bố nguyên tố đất theo độ sâu", Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP.HCM, số 12 Doãn Đình Hùng Nguyễn Trung Minh (2011), " Nghiên cứu hấp thụ Zn(II) dạng cột hạt vật liệu BVNQ chế tạo từ đuôi thải quặng bauxit Bảo Lộc", Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT Lê Quang Huy, Đào Trần Cao, Nguyễn Thế Quỳnh, Nguyễn Ái Việt (2005), "Phổ kế huỳnh quang tia X kích mẫu bia thứ cấp", Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, tập 43, số 6, trang 67-73 Trương Thị Hồng Loan (2006), Giáo trình Các phương pháp thống kê đánh giá số liệu thực nghiệm, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh Trương Thị Hồng Loan (2013), Giáo trình thực tập Chuẩn hiệu suất cho hệ phổ kế gamma đầu dò HPGe, Bộ môn Vật lí Hạt nhân - Khoa Vật lí-Vật lí kỹ thuật - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh Mai Văn Nhơn, Huỳnh Trúc Phương (2003), Báo cáo đề tài cấp Bộ Phân tích vài nguyên tố phương pháp huỳnh quang tia X nhờ nguồn 3H/Zr, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh, trang 2-11 10 Lưu Đặng Hoàng Oanh (2013), Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu phép phân tích kích hoạt neutron nhanh huỳnh quang tia X để phân tích hàm lượng 73 số nguyên tố mẫu địa chất, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh, trang 12-15 & 38 11 Huỳnh Trúc Phương, Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo (2009), Giáo trình Các phương pháp phân tích hạt nhân nguyên tử, Bộ môn Vật lí Hạt nhân, Khoa Vật lí – Vật lí kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh 12 Ngô Vinh Quang (2003), Khóa luận tốt nghiệp Phân tích định lượng mẫu hợp kim quý phương pháp tham số hệ phân tích huỳnh quang tia X sử dụng detector Si-PIN nguồn kích thích Am-241, trang 8, 17 & 25 13 Nguyễn Minh Sang (2012), Khóa luận tốt nghiệp Ứng dụng phần mềm Colegram phân tích phổ xạ, Đại học Đà Lạt, trang 22-56 Tiếng Anh 14 A.I Drobyshev, S.M Glebova, V A Tikhonov (2005), " X-Ray Fluorescence Determination of Sulfur and Other Elements in Customs Control of Oil and Liquid Oil Products", Journal of Analytical Chemistry, Vol 61, No 8, pp 777-780 15 A P Krinitsyn, O.L Strkhar’, A V Terletskaya, T A Bogoslovskaya (2004), " Determination of Uranium in Water Accumulated in the Shelter by the X Ray Fluorescence Method", Radiochemistry, Vol 47, No 2, pp 209-213 16 B Beckhoff, B Kanngießer, N Langhoff, R Wedell, H Wolff (2006), Handbook of practical X- Ray fluorescence analysis, Springer Berlin Heidelberg, Germany 17 E Almedia, G A Tavares, J A Bendassolli, V F Nascimento Filho (2010), "Determination of Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As and Pb in liquid chemiscal waste by energy dispersive X-ray fluorescence", Journal Radioanal Nuclear Chemistry,Vol 287, pp 351-355 18 Fabrizio Bardelli, Germana Barone, Vincenza Crupi, Francesca Longo, Domenico Majolino, Paolo Mazzoleni, Valentina Venuti, " Combined non- 74 destructive XRF and SR-XAS study of archaeological artefacts", Analytical Bioanal Chemistry,Vol 399, pp 3147-3153 19 F.L Melquiades, C.R Appoloni (2004), "Application of XRF and field portable XRF for enviromental analysis", Journal of Radiaanalytical and Nuclear Chemistry, Vol 262, No 2, pp 533-541 20 K Janssens (2004), Comprehensive analytical chemistry XLII, Elsevier B.V.All rights reserved, chapter 21 P.M Farkov, L.N Il’icheva, A.L Finkel’shtein (2004), "X- Ray Fluorescence Determination of Carbon, Nitrogen, and Oxygen in Fish and Plant Sample", Journal of Analytical Chemistry, Vol 60, No 5, pp 426-430 22 Sebahattin Nas, Husnu Y Gokalp, Yusuf Sahin (1992), " K and Ca content of fresh green tea, black tea, and tea reside determined by X-ray fluorescence analysis", Z Lebensm Unters Forsch, Vol 196, pp 32-37 23 Timo Wolff, Ira Rabin, Ioanna Mantouvalou, Birgit Kanngieber, Wolfgang Malzer, Emanuel Kindzorra, Oliver Hahn (2011), "Provenance studuies on Dead Seaa srolls parchment by means of quantitative micro-XRF", Analytical Bioanal Chemistry,Vol 402, pp 1493-1503 24 Zs Sándor, S Tolgyesi, I Gresits, M Káplán-Juhász (2000), "Quanlitative and quantitative analysis of medieval silver coins by energy dispersive X-ray fluorescence method", Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol 246, No 2, pp 385-389 Trang web 25 http://www.amptek.com 26 http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom.html 75 PHỤ LỤC  Phổ tia X đặc trưng số mẫu 250 Kα (Ca) 3,69 keV Số đếm 200 150 100 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu phân tích A1 xi măng theo phương pháp chuẩn ngoại 250 Kα (Ca) 3,69 keV Số đếm 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu so sánh 50%Ca xi măng theo phương pháp chuẩn ngoại 76 160 Kα (Ca) 3,69 keV 140 Số đếm 120 100 80 Kα (Ti) 4,51 keV 60 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu phân tích F1 xi măng theo phương pháp chuẩn nội 200 Kα (Ca) 3,69 keV 180 160 Số đếm 140 120 100 80 Kα (Ti) 4,51 keV 60 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu so sánh Ca 50% xi măng theo phương pháp chuẩn nội 77 180 Kα (Ca) 3,69 keV 160 140 Số đếm 120 100 80 Kβ (Ca) 4,01 keV 60 40 20 100 150 200 250 300 350 400 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu hiệu chỉnh H2 xi măng theo phương pháp chuẩn nội 140 Kα (Fe) 6,40 keV 120 Số đếm 100 80 Kα (Co) 6,93 keV 60 40 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu phân tích C2 gạch men theo phương pháp chuẩn nội 78 140 Kα (Fe) 6,40 keV 120 Kα (Co) 6,93 keV Số đếm 100 80 60 40 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu so sánh Fe 10% gạch men theo phương pháp chuẩn nội 80 Kα (Fe) 6,40 keV 70 60 Số đếm 50 40 Kβ (Fe) 7,06 keV 30 20 10 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu hiệu chỉnh H6 gạch men theo phương pháp chuẩn nội 79 120 Kα (Fe) 6,40 keV 100 Số đếm 80 60 40 20 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu phân tích B1 gạch men theo phương pháp hàm kích thích 3500 Kα (Zn) 8,64 keV 3000 Số đếm 2500 2000 1500 1000 Kβ (Zn) 9,57keV 500 200 250 300 350 400 450 500 Số kênh Phổ ghi nhận mẫu chuẩn Zn gạch men theo phương pháp hàm kích thích [...]... tích bằng phương pháp ICP-MS và chuẩn độ 1.2 Lý thuyết phát x huỳnh quang tia X Trong phổ huỳnh quang tia X, năng lượng của các tia X đặc trưng x c định sự có mặt của nguyên tố có trong mẫu hay còn gọi là phép phân tích định tính, cường độ các tia X đặc trưng cho phép ta x c định hàm lượng của nguyên tố trong mẫu hay còn gọi là phép phân tích định lượng Tia X đặc trưng phát ra do quá trình hấp thụ quang. .. đề tài "X c định hàm lượng các nguyên tố trong một số mẫu xi măng và gạch men bằng phương pháp huỳnh quang tia X " Luận văn được trình bày trong ba chương: + Chương 1: Tổng quan lý thuyết về phương pháp phân tích huỳnh quang tia X + Chương 2: Chuẩn bị mẫu và thiết bị + Chương 3: Kết quả thực nghiệm Kết luận và kiến nghị 3 Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HUỲNH QUANG TIA X 1.1 Tổng... lý mẫu Mẫu phân tích là một số loại xi măng và gạch men có mặt trên thị trường hiện nay Tổng cộng có 6 mẫu xi măng và 6 mẫu gạch men như hình 2.2 và hình 2.3 Hình 2.2 Các mẫu xi măng 25 Hình 2.3 Các mẫu gạch men  Quy trình x lý mẫu được trình bày như sơ đồ hình 2.4 Phá hủy và nghiền Giã nhuyễn mẫu nhỏ mẫu bằng cối Đóng gói mẫu Rây hạt cỡ 0,25 µm Hình 2.4 Sơ đồ quy trình x lý mẫu Các mẫu gạch men sau... nghiệm Để x c định hệ số cường độ φ dùng mẫu so sánh có khối lượng nguyên tố A và B x c định, ta có: φ= I B wA I A wB (1.28) Phương trình (1.27), (1.28) được sử dụng tính w A khi khối lượng nguyên tố A ở các mẫu cần phân tích thay đổi trong một khoảng giới hạn không lớn Trong trường hợp ngược lại thì phải tạo bộ mẫu so sánh có khối lượng của các nguyên tố A và B x c định, trong đó khối lượng nguyên tố B... Trong chương 1, luận văn đã trình bày sơ lược tổng quan về tình hình nghiên cứu ứng dụng phương pháp XRF, lý thuyết của phương pháp XRF như lý thuyết phát x huỳnh quang tia X, tương tác của tia X với vật chất, các phương pháp phân tích định lượng, các nguồn kích thích tia X Trong đó, luận văn áp dụng phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính và phương pháp chuẩn nội để khảo sát các mẫu xi măng, áp dụng phương. .. Ek ) được x c định theo phương trình (1.22) Như vậy, đo cường độ các vạch đặc trưng của các nguyên tố i và nguyên tố k trong mẫu phân tích và trong các mẫu so sánh ta x c định được các hệ số làm yếu khối, x y dựng được hàm Fj (m) Từ đó ta tính được giá trị F (m) của mẫu phân tích Dùng phương trình (1.24) ta tính được w i 1.5.2 Phương pháp chuẩn nội Đưa vào mẫu phân tích một lượng nguyên tố B nào đó... xi măng, áp dụng phương pháp chuẩn nội và phương pháp hàm kích thích để khảo sát các mẫu gạch men 23 Chương 2 CHUẨN BỊ MẪU VÀ THIẾT BỊ 2.1 Hệ phân tích huỳnh quang tia X tại Bộ môn Vật lí Hạt nhân 2.1.1 Nguồn tia X Nguồn kích thích được sử dụng trong thí nghiệm khảo sát các mẫu xi măng và gạch men là nguồn 55Fe và nguồn 3H/Zr  Nguồn 55Fe dùng phân tích canxi (Ca) trong xi măng Nguồn 55Fe có chu kỳ... Trong thực tế có nhiều phương pháp phân tích vi lượng các nguyên tố trong hợp chất ví dụ như phương pháp hóa học, phương pháp phân tích huỳnh quang tia X (XRF - X- Ray Fluorescence), phương pháp kích hoạt nơtron,… Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X với cấu hình chuẩn gồm detector bán dẫn, nguồn kích thích máy phát tia X hoặc nguồn đồng vị phóng x và. .. chứa trong mẫu kích thích Hiệu ứng tăng cường x y ra khi bức x tới kích thích nguyên tố matrix phát quang, tia X đặc trưng phát ra từ nguyên tố matrix j có năng lượng lớn hơn năng lượng cạnh hấp thụ của nguyên tố phân tích i Khi đó, nó sẽ góp phần kích thích 8 nguyên tố i phát quang Ta nói nguyên tố j tăng cường nguyên tố i Cường độ của tia X đặc trưng phát ra từ nguyên tố i tăng theo hàm lượng của nguyên. .. ba loại tia đặc trưng: 6 * Tia huỳnh quang sơ cấp * Tia huỳnh quang thứ cấp * Tia huỳnh quang tam cấp 1.2.1 Định nghĩa tia huỳnh quang Tia huỳnh quang sơ cấp sinh ra do hiệu ứng kích thích trực tiếp của chùm bức x ban đầu vào nguyên tố quan tâm Để có thể phát tia huỳnh quang sơ cấp thì năng lượng của chùm bức x ban đầu phải lớn hơn năng lượng cạnh hấp thụ của nguyên tố quan tâm Trong đó năng lượng ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Lệ Mai X C ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ TRONG MỘT SỐ MẪU XI MĂNG VÀ GẠCH MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X Chuyên ngành: Vật lí nguyên. .. tài "X c định hàm lượng nguyên tố số mẫu xi măng gạch men phương pháp huỳnh quang tia X " Luận văn trình bày ba chương: + Chương 1: Tổng quan lý thuyết phương pháp phân tích huỳnh quang tia X +... mềm x lý phổ AXIL Kết phân tích thu phù hợp với kết phân tích phương pháp ICP-MS chuẩn độ 1.2 Lý thuyết phát x huỳnh quang tia X Trong phổ huỳnh quang tia X, lượng tia X đặc trưng x c định