АНАЛИЗ ПОРОШКОВ ГОРНЫХ ПОРОД МЕТОДОМ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ИСКРОВОЙ СПЕКТРОСКОПИИ В СОЧЕТАНИИ С МЕТОДОМ ЛЕГИРОВАНИЯ ГРАФИТОМ

Исследована возможность подавления матричных эффектов путем добавки графита при анализе геологических образцов методом спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы (LIBS). С этой целью образцы порошков горной породы смешивались с графитовым порошком с последующим прессованием в таблетки. Четыре группы образцов с одинаковым содержанием графита приготовлены из смеси семи различных порошков горной породы и четырех графитовых порошков (0, 25, 50 и 75 мас.%). Для уменьшения влияния флуктуаций от импульса к импульсу использован метод внутренней стандартизации. С использованием образцов таблеток с одинаковым содержанием графита получены четыре набора калибровочных кривых для Ca и Mg. Исследовано влияние содержания графита на температуру и электронную плотность лазерно-индуцированной плазмы. Коэффициенты детерминации (R²) калибровочных кривых после легирования графитом оказались больше, чем без легирования, стабильность спектральной интенсивности, температуры и электронной плотности плазмы после легирования также улучшилась. Влияние матричного эффекта значительно снижается, когда легирование достигает 50%. Показано, что метод легирования графитом имеет большой потенциал для снижения влияния матричных эффектов при анализе образцов порошка горных пород методом спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы.

спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы, матричные эффекты, легирование графитом, порошок горных пород

1. G. Poupeau, F. X. L. Bourdonnec, T. Carter, S. Delerue, M. S. Shackley, J. A. Barrat, S. Dubernet, P. Moretto, T. Calligaro, M. Milić, K. Kobayashi, J. Archaeol. Sci., 37, N 11, 2705–2720 (2010).

2. T. D. T. Oyedotun, Geol., Ecol., Landscapes, 2, N 2, 148–154 (2018).

3. X. Chen, G. Yao, J. Cai, Y. Huang, X. Yuan, J. Nat. Gas Sci. Eng., 48, 145–156 (2017).

4. J. M. Scott, J. M. Palin, N. Z. J. Geol. Geophys., 51, N 2, 105–113 (2008).

5. A. K. Rai, G. S. Maurya, R. Kumar, A. K. Pathak, J. K. Pati, Aw. K. Rai, J. Appl. Spectrosc., 83, N 6, 1089–1095 (2017).

6. D. A. Cremers, L. J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, Cambridge University Press, New York, 110–111 (2006).

7. A. Koujelev, V. Mottoros, D. Gratton, A. Dudelzak, Can. Aeronaut. Space J., 55, N 2, 97–106 (2009).

8. F. C. Alvira, G. M. Bilmes, T. Flores, L. Ponce, Appl. Spectrosc., 69, N 10, 1205–1209 (2015).

9. S. Awasthi, R. Kumar, A. K. Rai, J. Appl. Spectrosc., 84, 1–5 (2017).

10. S. S. Golik, O. A. Bukin, A. A. Il’in, E. B. Sokolova, A. V. Kolesnikov, M. Yu. Babiy, Yu. N. Kul’chin, A. A. Gal’chenko, J. Appl. Spectrosc., 79, N 3, 471–476 (2012).

11. S. Pandhija, N. K. Rai, A. K. Rai, S. N. Thakur, Appl. Phys. B: Lasers Opt., 98, N 1, 231–241 (2010).

12. S. A. Beldjilali, E. Axente, A. Belasri, T. Baba-Hamed, J. Appl. Spectrosc., 84, N 3, 472–477 (2017).

13. M. Dell'Aglio, R. Gaudiuso, G. S. Senesi, A. D. Giacomo, C. Zaccone, M. T. Miano, O. D. Pascale, J. Environ. Monit., 13, N 5, 1422–1426 (2011).

14. P. Singh, E. Mal, A. Khare, S. Sharma, J. Cult. Herit., 33, 71–82 (2018).

15. M. Wall, Z. Sun, Z. T. Alwahabi, Opt. Express, 24, N 2, 1507 (2016).

16. Z. Hou, Z. Wang, J. Liu, W. Ni, Z. Li, Opt. Express, 22, N 11, 12909 (2014).

17. M. Singh, V. Karki, A. Sarkar, J. Appl. Spectrosc., 83, N 3, 497–503 (2016).

18. D. Andrade, M. Sperança, E. R. Pereirafilho, Anal. Methods, 9, N 35, 5156 (2017).

19. R. J. Lasheras, J. Anzano, C. Bellogálvez, M. Escudero, J. O. Caceres, Anal. Lett., 50, N 8, 1325–1334 (2016).

20. Z.Zhu, J.Li, Y. Guo, X.Cheng, Y.Tang, L.Guo, X. Li,Y.Lu, J. Anal. At. Spectrom., 33, N 2, 205 (2017).

21. A. A. I. Khalil, M. A. Morsy, H. Z. Eldeen, Opt. Laser Technol., 96, 227–237 (2017).

22. S. Pandhija, N. K. Rai, A. K. Rai, S. N. Thakur, Appl. Phys. B: Lasers Opt., 98, N 1, 231–241 (2010).

23. H. Griem, Plasma Spectroscopy, McGraw-Hill, New York, 320–357 (1964).

24. T. Fujimoto, R. W. Mcwhirter, Phys. Rev. A, 42, N 11, 6588–6591 (1990).