主题:【原创】植物样品中稳定碳同位素的EA-IRMS系统分析方法 3--试验方法部之二

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qibiao2008
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植物样品中稳定碳同位素的EA-IRMS系统分析方法 3
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2.3 氧喷条件的确定
上述两种载气条件确定后,准确称取6份植物样品各(0.20±0.05)mg,分别在80 mL/min、90 mL/min、100 mL/min、120 mL/min、130 mL/min五种不同氧喷条件下反应,记录样品进样后连续反应产生的离子流强度,考察样品是否反应完全,见表1。氧气喷入量较小时,第一次反应产生的离子流强度较小,且在第二次反应时有40 mV~80 mV的残留量;而在100 mL/min喷量以上时,第一次反应即可完全。可见,加大氧气喷量也是增加对植物样品氧化程度的一种有效手段。而过大的氧气喷入量对还原炉有损害,氧喷量只需保证样品完全反应即可。因此设置EA 1112系统110 mL/min的氧喷量对于植物样品测定较为合适。
表 1 不同氧气喷量对反应的影响
Table 1 Influence of different oxygen injection


2.4 参考气条件的确定
参考气和样品进样量的大小是影响δ13C值的另一关键因素。比较参考气进样量与样品进样量的变化情况,参考气进样量的离子流强在2 V~5 V 所测碳同位素误差均小于0.05% ,参考气流量过高,容易造成本底值升高,影响本次或下次样品的测定值,同时样品的离子流强度相对偏低,也会造成测定值产生偏差;参考气流量过低,样品离子流强度相对偏高,同样会产生测定值的偏差。因此,参考气流量可控制在110 mL/min为最佳选择,同时通过对Conflo Ⅲ装置上参考气压力调整,使其进样量的离子流强度在2 V~5V。
2.5 EA系统温度的确定
氧化温度直接影响到样品是否被充分氧化,从而关系到δ13C值的稳定性。设置Conflo Ⅲ-He压力为80kPa,EA系统Carrier-He流量为96mL/min,110 mL/min的氧喷量,参考气流量为110 mL/min,测定一组等量(0.20±0.05mg)植物样品SN001,在不同氧化温度下反应,记录样品进样后连续反应产生的离子流强度和δ13C值,考察样品是否反应完全,见表2。
表 2 不同氧化温度对反应的影响
Table 2 Influence of different oxidation temperature



植物样品中的碳素几乎都是有机态碳,无碳的矿物包裹体,所以相对易于氧化充分。由表2可以看出,850 ℃时植物样品即可充分氧化,无残留,与曹蕴宁等人[8]的研究结果相一致;且在温度达到950℃以上时,样品δ13C值更趋于稳定,不会产生碳同位素分馏。基于对植物样品的充分氧化,同时考虑到仪器系统对温度的要求, EA 1112系统开机通Carrier-He载气恒定2.5 h后升温,设置氧化柱温度为980 ℃,还原柱温度为640 ℃,吸水柱温度为40 ℃,对植物样品有机碳样品的氧化和CO2气体的纯化分离能达到较好的效果。
2.6 氧化炉氧化剂填料的选择   
EA氧化柱通常所选用的氧化剂填料,目前主要有两种:氧化铜一铜(CuO/Cu)和氧化铬一氧化钴(Cr2O3/CoO)。根据所测定样品的不同测试者选择其中之一作为填料。但据研究报道,Cr2O3/CoO的氧化能力优于CuO/Cu,用Cr2O3/CoO作为氧化柱填料能够更为真实地反映样品的同位素组成[7],而且相对于氧化铜柱,Cr2O3/CoO柱在高温下不易破裂[9]。此外,通过长期实验观察发现,Cr2O3/CoO柱对于植物样品氧化较为完全,同时氧化剂使用时间也较长,还具有便于清理、更换的优点。据此,EA装置的氧化柱选用Cr2O3/CoO作为氧化剂填充料更为有效。
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leopards
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qi版主,请问你做的时间:是否有遇到过还原Cu烧结成块的现象,对于氧化管子最底部的填料大概的更换周期是?
第二:标准是用的什么,之前安装时只有尿素,我想这个太少,谢谢
qibiao2008
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原文由 Instrument2007 发表:
qi版主,请问你做的时间:是否有遇到过还原Cu烧结成块的现象,对于氧化管子最底部的填料大概的更换周期是?
第二:标准是用的什么,之前安装时只有尿素,我想这个太少,谢谢

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你好,你说得很对。我们做的时候也遇到过还原Cu烧结成块的现象,这是很正常的,它不会烧结很密实的,结块中间还是有空隙的样品气体能够通过。只是在更换还原Cu时,因其结块,还原管中的结块取出比较费劲,给更换还原填料增加困难。一般需要用专用工具旋转抠出结块,较费劲。但如果你做了较长时间之后,你会摸索出一定的经验自己解决这种难题。比如:你可以在装填还原Cu时,在其中间加装一些上次用过后的较小的CuO结块颗粒,而且注意填装的的不要过于密实,这样在使用中就不会结成很紧实的结块,下次取出时可能就会很容易的以一个CuO柱被整体取出来。
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对于氧化管中最下部的填料,其更换周期一般很难以多长时间来确定,这主要看你做什么样品,还有做样品的数量,不同的样品可能更换周期不同,所作样品量不同其更换时间也不一样。一般情况下,你可以通过观察其最下部填料的颜色情况来确定,如果如果其填料的颜色完全都变色了你就可以更换了。如果颜色完全变了,其观察应该是很明显的。
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至于使用的标准,主要要根据你所做的样品来购买。安装时一般只有尿素,正如你所说,这个是比较少。你可以根据你所测样品配备不同的标准品。比如:土壤、植物(如小麦)、橄榄油、)、NIST SRM 21石墨或NIST SRM 22原油等等。
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