JP2005083827A

JP2005083827A - 蛍光ｘ線分析方法及びその装置

Info

Publication number: JP2005083827A
Application number: JP2003314433A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uchihara; 博内原; Masahiko Ikeda; 昌彦池田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】キレート樹脂等で捕集しにくい状態で液体試料中に含まれているヒ素等の元素でも、それを効果的に濃縮して高感度測定、高精度分析が行えるようにする。
【解決手段】水素化物発生器１によって液体試料中に含まれている測定対象金属成分を気化させ、その気化した金属成分を吸収する粉体および／または粒体７を、有機物もしくはフッ素で形成された網状薄膜６と気体の通過力に抗する力で粉体および／または粒体７を押圧可能な通気性基材８との間にサンドイッチ状に保持させてなる金属成分捕集体４で捕集させ、その捕集された金属成分を蛍光Ｘ線で成分分析する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体試料中に含まれている金属成分を、一次Ｘ線の照射に伴い放出される蛍光Ｘ線の強度測定により定量分析する蛍光Ｘ線分析方法及びその装置に関する。

微量な金属成分を含む液体試料に対する蛍光Ｘ線分析方法は、例えば原子吸光法（ＡＡＳ）やＩＣＰ等の他の分析方法に比べて測定感度、分析精度ともに低い。そのため、液体試料中の金属成分の蛍光Ｘ線による定量分析にあたっては、キレート樹脂を用いて金属成分を捕集して濃縮した後、そのキレート樹脂を蛍光Ｘ線で測定する方法が採用されている。

その一つとして、従来、図３に示すように、測定用セル２１内の画成された空間部２２内に細粒状のキレート樹脂２３を充填した状態で、前記空間部２２内に液体試料Ｓを供給することにより、その液体試料Ｓを強制的に細粒状のキレート樹脂２３表面に広く接触させて接触反応を促進させることで、短時間のうちに液体試料を濃縮させ、この状態で一次Ｘ線を照射し蛍光Ｘ線を検出することによって、測定の迅速化及び高感度を達成するようにした蛍光Ｘ線分析方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３０４２４５号公報

しかし、上記した接触反応方式の従来の蛍光Ｘ線分析方法でも、液体試料中に含まれているヒ素やアンチモン、セレン等の水素化物発生元素及び水銀はキレート濃縮したとしても、マトリックス元素の影響でそれら元素を高感度に測定し高精度に分析することができないという難点があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、キレート樹脂で捕集しにくい状態で液体試料中に含まれているヒ素等の元素であっても、それを効果的に濃縮して高感度測定、高精度分析を行うことができる蛍光Ｘ線分析方法及びその装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る蛍光Ｘ線分析方法は、液体試料中に含まれている測定対象金属成分を気化させ、その気化した金属成分を固体物質に吸収し捕集させた後、その捕集された金属成分に一次Ｘ線を照射して成分分析を行うことを特徴とする。

また、上記と同一の目的を達成するために、本発明の請求項２に係る蛍光Ｘ線分析装置は、液体試料中に含まれている測定対象金属成分を気化させる手段と、その気化した金属成分を吸収する粉体および／または粒体を、有機物もしくはフッ素で形成された網状薄膜と気体の通過力に抗する力で前記粉体および／または粒体を押圧可能な通気性基材との間にサンドイッチ状に保持させてなる金属成分捕集体と、この捕集体で捕集された金属成分に一次Ｘ線を照射して成分分析を行うＸ線発生管及びＸ線検出器とを備えていることを特徴とする。

上記のごとき構成を有する本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法及びその装置によれば、液体試料中の金属成分を気化させて主成分元素から分離した金属成分を粉体および／または粒体等の固体物質に捕集させることにより、測定対象の金属成分のみを高濃度に濃縮することができ、その高濃度に濃縮された金属成分のみを蛍光Ｘ線で測定することにより、蛍光Ｘ線におけるマトリックス効果をなくして、キレート樹脂では捕集しにくい状態で液体試料中に含まれているヒ素等の元素を測定対象とする場合でも、非常に高感度な測定、高精度な分析を行うことができる。

特に、本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置における粉体および／または粒体として、請求項３に記載のように、シリカゲルやモレキュラーシーブ、活性炭素などの軽元素で構成することによって、蛍光Ｘ線による高感度測定を確実に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法を実施するための装置のうち、液体試料中に含まれている金属成分の捕集に用いる装置Ａの概略構成図であり、同図において、１は液体試料を収容する水素化物発生器で、ヒ素やアンチモン、セレン、水銀等の水素化物発生元素（金属成分）を含む液体試料が収容される。２はパイプライン３を介して前記水素化物発生器１に接続されたホッパー状の気化ガス受け容器であり、この受け容器２内には、後述する金属成分捕集体４が着脱自在に嵌合保持されている。

前記金属成分捕集体４は、上下共に開口している筒状容器５内の底部に、例えば有機物もしくはフッ素で網状に形成された薄膜６が張設されているとともに、この網状薄膜６上にパイプライン３を経て上昇してくる気化金属成分（ガス成分）を吸収する固体物質として、シリカゲルやモレキュラーシーブ、活性炭素等の軽元素からなる粉体および／または粒体７が載置支持され、かつ、前記筒状容器５の上部に、例えば網や綿、多孔材からなり、粉体および／または粒体７に吸収された金属成分以外の気体の通過力に抗する力で粉体および／または粒体７を下方に押圧可能な通気性基材８が設けられており、これによって、前記粉体および／または粒体７を網状薄膜６と通気性基材８との間にサンドイッチ状に保持させて構成されている。なお、通気性基材８と粉体および／または粒体７との間には通気性を有する緩衝押材９が介在されている。

図２は本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法を実施するための装置のうち、前記した捕集装置Ａで捕集した金属成分を実際に蛍光Ｘ線分析する装置Ｂの概略構成図であり、本体容器１０内に、この本体容器１０の上面に形成されたＸ線照射孔１１に向けて一次Ｘ線を照射するＸ線発生管１２と発生した蛍光Ｘ線を検出して成分分析を行うＸ線検出器１３とが収納されているとともに、前記本体容器１０上面のＸ線照射孔１１の直上部には、前記金属成分捕集体４を設置保持可能な試料台１４が設けられている。

次に、上記各装置Ａ，Ｂからなる蛍光Ｘ線分析装置を用いて液体試料中に含まれている測定対象金属成分を分析する方法について説明する。まず、捕集装置Ａ側の水素化物発生器１内に投入パイプ１５を通して還元剤ｒを投入するとともに、ポンプ１６およびエアーパイプ１７を介して水素化物発生器１内に収容の液体試料中にエアーを吹き込みバブリングさせて還元剤ｒと液体試料とを混合攪拌することにより、液体試料中に含まれている測定対象金属成分を還元気化させ、パイプライン３を経て気化ガス受け容器２にまで上昇してくる気化金属成分を前記捕集体４における粉体および／または粒体７に吸収させて捕集する。詳述すると、測定対象金属成分がヒ素、アンチモン、セレン等の水素化物発生元素である場合は、還元剤としてテトラヒドロホウ酸ナトリウムを用い、また、測定対象金属成分が水銀等の金属原子蒸気発生元素である場合は、還元剤として塩酸と塩化スズとを用いて、水素化物生成反応により測定対象金属成分を還元気化させる。

このような還元気化に伴い粉体および／または粒体７に吸収され捕集された所定の測定対象金属成分は粉体および／または粒体７の表面に濃縮されており、その粉体および／または粒体７を含む金属成分捕集体４を気化ガス受け容器２から離脱し、そのまま図２に示す蛍光Ｘ線分析装置Ｂにおける試料台１４に設置保持させた後、Ｘ線発生管１２で発生させた一次Ｘ線をＸ線照射孔１１を通して測定試料である捕集体４の粉体および／または粒体７表面に向けて照射し、それに伴って発生した蛍光Ｘ線をＸ線検出器１３で検出することにより、測定対象金属成分を測定し分析する。

ここで、捕集体４における粉体および／または粒体７に吸収され捕集されているのは、還元気化によって液体試料の主成分元素から分離した測定対象の金属成分のみであり、蛍光Ｘ線におけるマトリックス効果がなくなって、キレート樹脂等では捕集しにくい状態で液体試料中に含まれているヒ素等の元素が測定対象である場合でも、非常に高感度な測定、高精度な分析を行うことができる。

また、粉体および／または粒体７を保持する薄膜６が有機物もしくはフッ素で網状に形成されているとともに、測定対象金属成分の捕集に用いられる粉体および／または粒体７も、シリカゲルやモレキュラーシーブ、活性炭素などの軽元素で構成されているため、薄膜６や粉体および／または粒体７が測定を妨害することもなく、蛍光Ｘ線による高感度測定を確実に行うことができる。

本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法を実施するための装置のうち、液体試料中に含まれている金属成分の捕集に用いる装置の概略構成図である。本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法を実施するための装置のうち、前記捕集装置で捕集した金属成分を実際に蛍光Ｘ線分析する装置の概略構成図である。従来の蛍光Ｘ線分析方法を実施するための装置の概略構成図である。

符号の説明

１…水素化物発生器（金属成分の還元気化手段）、４…金属成分捕集体、６…網状薄膜、７…粉体および／または粒体、８…通気性基材、１２…Ｘ線発生管、１３…Ｘ線検出器。

Claims

液体試料中に含まれている測定対象金属成分を気化させ、その気化した金属成分を固体物質に吸収し捕集させた後、その捕集された金属成分に一次Ｘ線を照射して成分分析を行うことを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。
液体試料中に含まれている測定対象金属成分を気化させる手段と、その気化した金属成分を吸収する粉体および／または粒体を、有機物もしくはフッ素で形成された網状薄膜と気体の通過力に抗する力で前記粉体および／または粒体を押圧可能な通気性基材との間にサンドイッチ状に保持させてなる金属成分捕集体と、この捕集体で捕集された金属成分に一次Ｘ線を照射して成分分析を行うＸ線発生管及びＸ線検出器とを備えていることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
前記粉体および／または粒体が軽元素から構成されている請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。