成分分析設備：XRF與ICP-OES的區別

XRF與ICP-OES的區別

在實際生產、研發的過程中常常需要對未知物成分進行分析，通過成分分析技術可以快速確定目標樣品中的各種組成成分，幫助實驗人員對樣品進行定性定量分析和鑒別。

目前，常見的成分分析設備：XRF和ICP，本文將為大家講述這兩者的區別。

X射線熒光光譜儀（XRF）

XRF指的是X射線熒光光譜儀，一種可以同時對多元素進行快速測定的儀器。

基本原理：初級X射線與樣品表面原子核外電子相互作用，發生能級躍遷后發射出特征X射線。

特征X射線是一種電磁波，同時具備能量和波長兩種特性。由于每個元素的特征X射線能量和波長固定且唯YI，通過探測器探查樣品中元素特定的能量或者特定角度的熒光輻射，即可獲得樣品中的組成元素。同時，樣品中元素的特征X射線強度與其在樣品中的濃度有關，根據元素特征X射線強度，可獲得各元素的含量信息。

能量色散型X射線熒光光譜儀——EDX4500H

根據測定重點的不同，X射線熒光光譜儀又分為兩種：

能量色散型X射線熒光光譜儀（EDXRF或EDX），通過測定特定X射線的能量分析被測樣品的組成成分；

波長色散型X射線熒光光譜儀（WDXRF或WDX），通過測定特定X射線波長的能量分析被測樣品的組成成分。

波長色散型X射線熒光光譜儀——ZSX Primus III+

WDXRF與EDXRF的區別

1.WDXRF用晶體分光后由探測器接收經過衍射的特征X射線信號，EDXRF則采用半導體探測器與多道分析器分辨特征X射線信號；

2.EDXRF檢測范圍較窄，從Na~U，WDXRF元素檢測范圍廣，從Be~U全元素分析；

3.EDXRF體積小，價格相對較低，檢測速度較快；WDXRF比EDXRF分辨率高，檢出限好，精度高，穩定性好，價格較高。

XRF的優缺點

優點：

1. 分析速度快，一般2~5min內完成樣品中元素的檢測；

2. 非破壞性，在測定中不會引起化學狀態的改變，也不會出現試樣飛散現象；

3. 同一試樣可反復多次測量，結果重現性好；

4. 分析精密度高；

5. 固體、粉末、液體樣品等都可以進行分析，檢測范圍從ppm~100%。

缺點：

1. 標樣與待測需匹配，獲取較難；

2. 對輕元素的靈敏度較低；

3. 基體效應、礦物相效應、粒度效應等都會對檢測產生影響；

4. XRF是表面成分分析，故樣品必須滿足表面平整，成分均勻才能獲得好的結果。

電感耦合等離子體發生光譜儀

（ICP-OES）

 ICP-OES其前身為ICP-AES（電感耦合等離子體原子發射譜儀）。

基本原理：物質在高頻電磁場所形成的高溫等離子體中有良好的特征譜線發射，用半導體檢測器檢測這些譜線能量，然后參照同時測定的標準溶液，即可計算出試液中待測元素的含量。

電感耦合等離子體發生光譜儀（ICP-OES）

ICP-AES測試的有效波長范圍是120-800nm，原子發射光譜的所有相關信息都集中在這個范圍內。其中，120-160nm波段尤其適用于分析鹵素或者某些特殊應用的替代譜線。由于ICP發射光譜技術用到了越來越多的離子線，所以現在改叫OES了。

一般情況下，ICP-AES主要測試液體樣品，因為測樣時需要將樣品溶解在特定的溶劑中（一般就是水溶液）。PS：樣品必須保證澄清，含有顆粒、懸濁物可能堵塞內室接口或通道。

ICP-OES大部份元素的檢出限為1～10ppb，一些元素也可得到亞ppb級的檢出限。

ICP-OES的檢測元素如下圖：

ICP-OES的優缺點

優點：

1. 可以同時快速地進行多元素分析；

2. 靈敏度較高，每毫升亞微克級；

3. 基體效應低，較易建立分析方法；

4. 標準曲線具有較寬的線性動態范圍；

5. 可無任何譜線缺失的全譜直讀；

6. 可同時分析常量（低濃度）和痕量組分；

7. 具有良好的精密度和重復性。

缺點：

1. 樣品為液態，是破壞性檢測；

2. 樣品需經由強酸高溫長時間或者高壓等消化步驟，變成液體樣品；

3. 需處理ICP-OES在前處理中產生的廢水廢氣，以及檢測過程中產生的廢氣；

4. 由于前處理使用強酸高溫處理，因此，對應安全防護措施要求高。

XRF與ICP-OES的區別

1. XRF為無損分析，ICP-OES為有損分析；

2. XRF樣品前處理簡單，ICP-OES需要通過濕法將樣品制備成液體；

3. XRF優勢在于常量元素檢測，ICP-OES則在痕量元素檢測更優；

4. XRF的標樣匹配要求嚴格，但采用標樣制作標準曲線成功后可長期使用；ICP-OES標樣獲取較簡單，但在測試前需要對所測元素建立標準曲線；

5. XRF是檢測物質中各種氧化物和元素的含量以及成分分析，ICP一般應用于溶液中化合物離子的含量分析。