Anwendung von Handheld-LIBS zur quantitativen Analyse von Karbonatmineralien

Präsentiert auf dem International Online Meeting on Laser Induced Breakdown Spectroscopy (IOMLIBS), Juli 2020.

Es gibt einen Teil der ...Autoren: Yonghwi Kim, Universität Lothringen; Cécile Fabre, Universität Lothringen; Jean Cauzid, Universität Lothringen

Handheld LIBS ist effektiv für die Vor-Ort-Bestimmung von Karbonaten und die Quantifizierung von Karbonatmischungen anwendbar. Die Studie erzielte genaue Ergebnisse mit begrenzter Probenvorbehandlung und schnelleren Analysen als andere herkömmliche Techniken.

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Abstrakt: Das tragbare Gerät zur laserinduzierten Durchbruchspektroskopie (LIBS) ist in der Lage, Echtzeitbestimmungen vor Ort mit begrenzter Probenvorbehandlung durchzuführen, was genaue und schnellere Analysen als die anderen herkömmlichen Techniken ermöglicht. In dieser Studie wurden natürliche Carbonatstandards der Calcitstruktur analysiert, um die spektrale Anwendbarkeit sowohl für die Mineralunterscheidung als auch für die quantitative Analyse im Ca-Mg-Fe-Mn-Carbonatsystem zu untersuchen. Karbonatmineralien werden durch die Kombination von (CO3)2-Ionen mit verschiedenen einwertigen oder zweiwertigen Kationen gebildet. Die Zielmineralien in dieser Studie sind rhomboedrische Karbonate wie Calcit (CaCO3), Magnesit (MgCO3), Siderit (FeCO3), Rhodochrosit ( MnCO3), Dolomit (CaMg[CO3]2) und Ankerit (Ca[Fe,Mg,Mn][CO3]2). LIBS-Intensität und Peakfläche mehrerer Peakkandidaten wurden mit jedem Elementgehalt wie Ca, Mg, Fe und Mn verglichen, der durch tragbare Röntgenfluoreszenz (pXRF) bestimmt wurde, um die höchste Korrelation mit der chemischen Zusammensetzung zu untersuchen. Die LIBS-Daten wurden über 5 zufällig ausgewählte Stellen auf jedem gepressten Pellet gemittelt. Jeder Standort wurde mit einem 15-Punkte-Quadratraster gemessen und jeder Punkt besteht aus 4 aufeinanderfolgenden LIBS-Analysen, mit Ausnahme des ersten Reinigungsschusses. Sowohl die Intensität als auch die Peakfläche zeigen einen positiven linearen Trend mit den Elementkonzentrationen, mit einem Regressionskoeffizienten (R2) von mehr als 0.96, außer für Mg. Dieses Ergebnis lässt sich dadurch erklären, dass es mit der pXRF-Analyse schwierig ist, leichte Elemente quantitativ nachzuweisen, während LIBS chemische Informationen aus den leichten Elementen abrufen kann. Zur Beurteilung der quantitativen Beziehung zwischen den Spektralverhältnissen und den Mineralvolumina in den Zweikomponentensystemen wurden synthetische Mischungen aus Calcit-Dolomit, Calcit-Ankerit und Ankerit-Dolomit verwendet. Wir haben bestätigt, dass das Mg/Ca-Verhältnis stark mit den Calcit-Dolomit- und Calcit-Ankerit-Mischungen korreliert, während das Fe/Ca-Verhältnis bei den Calcit-Ankerit- und Ankerit-Dolomit-Mischungen einen deutlichen Trend zeigt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass LIBS effektiv zur Bestimmung von Carbonaten und zur Quantifizierung der Carbonatmischungen anwendbar ist.

Es gibt einen Teil der ...Zugang zur Präsentation: https://www.researchgate.net/publication/342946409_Application_of_handheld_laser-induced_breakdown_spectroscopy_LIBS_to_quantitative_analysis_of_carbonate_minerals

Es gibt einen Teil der ...Über diese Konferenz: IOM-LIBS 2020 brachte Wissenschaftler zusammen, die an LIBS arbeiten, um aktuelle Forschungsergebnisse und Anwendungen in einem Online-Forum zu diskutieren, um die wissenschaftliche Kommunikation während der Coronavirus-Pandemie fortzusetzen.

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