专利名称：用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Os定年与同位素示踪技术，具体地涉及一种用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置。
背景技术：
近年来，Re-Os(铼-锇)定年与同位素示踪技术受到越来越广泛的重视，辉钥矿定年是Re-Os同位素体系的重要应用途径之一，自上世纪80年代初兴起至今已有很多辉钥矿定年方法及相关研究报道(如[R. Markey, H. Stein and J. Morgan, Talanta, 1998,45,935-946]、[Andao Du, Shuqi Wu, Dezhong Sun Wang, ff. Qu, R. Markey, H. Stein, J. Morganand D. Malinovsky, Preparation and Certification of Re-Os Dating ReferenceMaterials Molybdenite HLP and JDC, Geostandard and Geoanalytical Research,2004,28 (I) :41-52]、[Standarizing Re-Os geochronology A new molybdeniteReference Material(Henderson, USA)and the stoichiometry of Os salts, Chem.Geol.244(2007)74-87]、[Dmitry Malinovsky, Ilia Rodushkin, Douglas Baxter, BjornOhlander, Simplified method for the Re-OS dating of molydenite using aciddigestion and isotope diluteion ICP-MS, Anal. Chem. Acta, 463 (2002) 111-124]、[屈文俊，杜安道，高温密闭溶样电感耦合等离子体质谱准确测定辉钥矿铼-锇地质年龄，岩矿测试，2003，22 (4) :254-262)]。越来越多的新钥矿床的发现，引起新一轮的Re-Os定年方法研究和改进热潮。现有方法Os测定前通常需要进行分离，Os的分离一般采取蒸馏和萃取两种方法。蒸馏法需要反复使用蒸馏瓶和体积较大的相关附属装置，不仅占用较大的空间，而且其清洗往往需要比实验多出数倍的时间，同时需要消耗大量酸、碱等试剂并排放大量废液。插入式(Plug in)小瓶Os蒸馏技术可克服上述问题，但所用小瓶更易吸附Os。萃取分离法，通常尚需反萃取过程，需要花费的时间较长。[LiangQi,Mei-Fu Zhou, Jianfeng Gao et al,2010,An improved Carius tube technique for determination of low concentrationsof Re and Os in pyrites. JAAS, 25, 585-589.]和[李超，屈文俊等，Carius 管直接蒸懼快速分离锇方法研究，2010，岩矿测试，29，14-16]等先后报道了采用原位蒸馏分离Os的方法，缩短了流程，提高了工作效率，但是仍然需要首先对Os进行分离而后再进行测定。[Deborah R. Hassler, Bernhard Peucker-Ehrenbrink, Greg E. Ravizza, Rapiddetermination of Os isotopic composition by sparging OsO4 into a magnetic-sectorICP-MS, Chem. Geol.，2000，166，1-14]等是将 OsO4 直接连到矩管用喷射(Sparging)法在线测定Os的同位素组成，但逆王水中的酸蒸汽对矩管腐蚀较强，矩管内壁及管口易沉积酸不溶红棕色污物。另外，由于更换样品时必须断开矩管与接口的连接，矩管的细口端直接裸露在空气中，即便及时将载气流量调到零，也很容易造成等离子炬焰熄灭。与此同时，OsO4蒸汽直接引入矩管，则无法引入溶液，因此，在Os加热蒸馏、测量开始之前，没办法进行仪器最佳化调整和质量校准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置，以适应本发明提供的Carius管原位蒸馏Os在线测量方法。为实现上述目的，本发明提供的用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置，该连接装置整体为一玻璃管，该玻璃管的上端为载气进气口 ；该玻璃管内为同轴心的内、夕卜两层管，其内层管为载气通道，其外层管为Os蒸汽和载气混合气的混合气通道；该载气通道的一端与载气进气口的内壁密封连接，以避免载气外泄以及Os蒸汽和载气的混合气体进入载气通道中；
载气通道的另一端连接毛细管；混合气通道的一侧开设有一连接雾化器的载气口的接口 ；Carius管的出气口与玻璃管的外壁密封连接，载气通道连接的毛细管插入Carius管底部；混合气通道一侧开设的接口连接至接雾化器的载气口。所述的连接装置，其中，毛细管插在Carius管一端的底部封死，并沿着毛细管用针由上至下从不同方向依次穿若干小孔，使载气被逐步分流。所述的连接装置，其中，Carius管的出气口与玻璃管之间用乳胶管连接。所述的连接装置，其中，Carius管的出气口处设置有一个鼓包。所述的连接装置，其中，玻璃管连接载气管之处设置有一个鼓包。所述的连接装置，其中，玻璃管连接Carius管之处设置有一个鼓包。所述的连接装置，其中，混合气通道一侧的接口与雾化器载气口之间用乳胶管连接。所述的连接装置，其中，混合气通道一侧的接口处设置有一个鼓包。本发明的连接装置可以将OsO4蒸汽直接连接到雾化器的载气口而不是直接连到矩管，与Hassler的方法相比雾化器的进液口照常引入溶液(介质为3% HNO3的Ir溶液)，便于仪器最佳化调整，用Ir进行质量分馏校正提高了测量精度。本发明只需一次原位蒸懼简化了 [R. Schoenberg, T. F. Nagler, J.D.Kramers, International Journal of MassSpectrometry, 2000,197,85-94]报道的二次蒸懼流程。在Carius管溶样后原位蒸懼在线精确测定了 Os同位素比值，使前人工作中容易灭火的问题得到改进，在线分离20分钟即可，方法更具有实用性。新设计的连接件为很小的玻璃制品，易于清洗。
图Ia为本发明的连接件示意图；图Ib为该连接件连接有毛细管的示意图。图2为本发明的连接件分别与Ar气进样管、Carius管、PAF瓶以及雾化器载气口相连接的示意图。
具体实施例方式由于本发明是将Carius管的出气口连到雾化器的载气口，产生的OsO4蒸汽在大量载气(Ar)的载带下迅速到达雾化器，均匀分布在由雾化器的进液口提升的Ir溶液(介质3% HNO3)所产生的气雾中，并与这些细小均匀的气溶胶一同进入矩管。本发明引入Ir标准溶液是用于在线质量歧视校正，使测量精度得到改进。Carius管溶样后，无需分离，可直接原位蒸馏在线精确测定Os同位素比值及含量。以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。由于本发明是将OsO4蒸汽在大量载气(Ar)的载带下迅速到达雾化器，因此为完成本发明的在线测量方法，还需要有能分别与Ar气进样管、Carius管以及雾化器载气口相连的连接装置。该连接装置的结构如图Ia所示，图Ia中的连接装置10其整体为一玻璃管，该玻璃管的上端为载气进气口 11 ;该玻璃管内为同轴心的内、夕卜两层管，其内层管为载气通道13，其外层管为OsO4蒸汽和载气混合气到达雾化器12的混合气通道14。该载气通道13的一端与载气进气口 11的内壁密封连接为一体，以避免载气外泄和避免OsO4蒸汽与载气的混合气体进入载气通道13。载气通道13的另一端连接毛细管15(如图Ib所示)。混合气通道14的一侧开设有一连接雾化器的载气口 A(该雾化器为公知技术，图中未详细表示)的接口 16。图2为本发明的连接装置在具体使用时的连接关系。Carius管20置于装有水的 250ml PFA瓶21中，由温度可调的电加热套22加热PAF瓶中的水。Carius管20的出气口23与连接装置的混合气通道14的一端密封连接，该连接装置的载气通道13连接毛细管15插入Carius管20中。连接装置的混合气通道14 一侧开设的接口 16连接至接雾化器的载气口 A，Ir标准溶液24连接至雾化器的进液口 B。为保证每一连接处的密封性和避免因气流过大时将各连接用的乳胶管冲开，分别在Carius管的出气口处、载气Ar气管与玻璃管连接处、玻璃管连接Carius管处以及混合气通道的接口处均设置有一个鼓包201、101、111和141。请参阅图2，载气气流C经连接装置的载气通道13及毛细管15进入Carius管20内，Carius管20内产生的OsO4蒸汽(图2中用弯曲线表示)在载气的载带下通过混合气通道14迅速到达雾化器的喷嘴，均匀分布在由雾化器的进液口 B提升的Ir溶液(介质3%HNO3)所产生的气雾中，并与这些细小均匀的气溶胶一同进入矩管。以下是本发明的连接装置用于在线测量方法的具体操作流程。需要说明的是，本发明在以下的说明中，没有对本领域的公知内容等作详细的描述，因为这些术语是本领域技术人员均认知的。准确称取HLP或JDC等标准物质于Carius中，加入适量Re-Os混合稀释剂和亚沸蒸馏HC1、HN03溶解样品。将溶好冰冻的Carius管打开，蒸馏前放在冰水浴中回温后，用超纯水将样品稀释一倍后测量。将事先准备好的接口和毛细管组合用在H2O2水中浸泡过的硅胶管套在Carius管的细颈部分，按图2所示组装好，以Ir溶液调整载气大小，开始测定前将连接好的Carius管置于装有微沸水的PFA瓶中。调节样品气至Ir信号稳定后开始在线蒸馏测量，用Ir做质量歧视校正。Re的分离采用丙酮萃取方法。本发明为防止气泡过大造成Carius管上部挂水珠，同时又能保证溶液雾化的需求，保持总样品气在0. 7-0. 9L/min范围内。如果毛细管15的管径过大，则可以将毛细管插在Carius管一端的底部封死，并沿着毛细管用针由上至下从不同方向依次穿若干小孔，使载气被逐步分流(如图2中圆圈表示的放大部分，其中的箭头表示了向下、向左和向右三个方向)。一般地是在液面下部扎0. 2mm小孔4个，液面以上的细管部分扎0. 2mm小孔6个，可确保观察到细小而均匀的气泡从溶液中鼓出。
权利要求
1.一种用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置，该连接装置整体为一玻璃管，该玻璃管的上端为载气进气口 ；该玻璃管内为同轴心的内、夕卜两层管，其内层管为载气通道，其外层管为Os蒸汽和载气混合气的混合气通道；该载气通道的一端与载气进气口的内壁密封连接，以避免载气外泄以及Os蒸汽和载气的混合气体进入载气通道中； 载气通道的另一端连接毛细管； 混合气通道的一侧开设有一连接雾化器的载气口的接口； Carius管的出气口与玻璃管的外壁密封连接，载气通道连接的毛细管插入Carius管底部； 混合气通道一侧开设的接口连接至接雾化器的载气口。
2.根据权利要求I所述的连接装置，其中，毛细管插在Carius管一端的底部封死，并沿着毛细管用针由上至下从不同方向依次穿若干小孔，使载气被逐步分流。
3.根据权利要求I所述的连接装置，其中，Carius管的出气口与玻璃管之间用乳胶管连接。
4.根据权利要求I或3所述的连接装置，其中，Carius管的出气口处设置有一个鼓包。
5.根据权利要求I所述的连接装置，其中，玻璃管连接载气管之处设置有一个鼓包。
6.根据权利要求I或3所述的连接装置，其中，玻璃管连接Carius管之处设置有一个鼓包。
7.根据权利要求I所述的连接装置，其中，混合气通道一侧的接口与雾化器载气口之间用乳胶管连接。
8.根据权利要求I或7所述的连接装置，其中，混合气通道一侧的接口处设置有一个鼓包。
全文摘要
一种用于Carius管原位蒸馏Os在线测量的连接装置，整体为一玻璃管，该玻璃管的上端为载气进气口；该玻璃管内为同轴心的内外两层管，其内层管为载气通道，其外层管为Os蒸汽和载气混合气的混合气通道；该载气通道的一端与载气进气口的内壁密封连接，以避免载气外泄以及Os蒸汽和载气的混合气体进入载气通道中；载气通道的另一端连接毛细管；混合气通道的一侧开设有一连接雾化器的载气口的接口；Carius管的出气口与玻璃管的外壁密封连接，载气通道连接的毛细管插入Carius管底部；混合气通道一侧开设的接口连接至接雾化器的载气口。本发明造价低廉，体积小，清洗方便，节省了大量清洗蒸馏器皿的时间及试剂。
文档编号G01N1/34GK102759561SQ201110112038
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者张连昌, 李文君, 相鹏, 靳新娣 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所