Luận văn Nghiên cứu phương pháp truyền qua trong phân tích huỳnh quang tia X để xác định hàm lượng vài nguyên tố kim loại trong đất trồng rau muống

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu phương pháp truyền qua trong phân tích huỳnh quang tia X để xác định hàm lượng vài nguyên tố kim loại trong đất trồng rau muống

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Lan Anh NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN QUA TRONG PHÂN TÍCH HUỲNH QUANG TIA X ĐỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VÀI NGUYÊN TỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG RAU MUỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh – 2019
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Lan Anh NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN QUA TRONG PHÂN TÍCH HUỲNH QUANG TIA X ĐỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VÀI NGUYÊN TỐ KIM LOẠI TRONG ĐẤT TRỒNG RAU MUỐNG Chuyên ngành : Vật lí nguyên tử và hạt nhân Mã số : 8440106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. HUỲNH TRÚC PHƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2019
3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Huỳnh Trúc Phương. Các kết quả trình bày trong luận văn là những kết quả mới và chưa được ai công bố trong các công trình nào khác. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2019 Nguyễn Thị Lan Anh
4. LỜI CÁM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn luận văn của tôi, PGS. TS Huỳnh Trúc Phương, trong suốt quá trình nghiên cứu thầy đã kiên nhẫn hướng dẫn, tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các Anh Chị cán bộ trẻ trong Bộ môn, các Anh Chị học viên Cao học và các bạn sinh viên đã quan tâm, giúp đỡ, đề nghị, thảo luận và đưa ra những chỉ dẫn cho luận văn của tôi. Tôi xin gửi lời cảm ơn Quý thầy cô trong hội đồng đã dành nhiều thời gian đọc và có những ý kiến đóng góp quý báu trong luận văn này. Xin cảm ơn Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Vật lý hạt nhân, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh, Trường ĐH Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi làm việc trên khoa để tiến hành tốt luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên tôi, cổ vũ và động viên tôi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn này. Mặc dù phải cố gắng nhiều để hoàn thành tốt luận văn nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Quý Thầy Cô và các bạn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2019 Nguyễn Thị Lan Anh
5. MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cám ơn Mục lục Danh mục các từ viết tắt Danh mục các bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 Chương 1 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH XRF 1.1. Lý thuyết huỳnh quang tia X .................................................................. 4 1.1.1. Hiệu ứng matrix .............................................................................. 5 1.1.2. Tương tác tia X với vật chất ............................................................ 5 1.1.3. Hệ số suy giảm ................................................................................ 5 1.1.4. Quá trình tán xạ ............................................................................... 6 1.1.5. Quá trình hấp thụ ............................................................................. 7 1.2. Các phương pháp trong phân tích huỳnh quang tia X ......................... 12 1.2.1. Phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính ............................................ 12 1.2.2. Phương pháp chuẩn nội ................................................................. 13 1.2.3. Phương pháp chuẩn độ nhạy ......................................................... 14 1.2.4. Phương pháp truyền qua ............................................................... 15 1.3. Kết luận ................................................................................................ 19 Chương 2 THỰC NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN QUA 2.1. Hệ phân tích XRF ................................................................................. 21
6. 2.1.1. Detector ..................................................................................... 21 2.1.2. Nguồn kích ................................................................................ 21 2.2 Tính hiệu suất ghi của detector ............................................................. 22 2.3.1. Chuẩn bị mẫu ............................................................................ 26 2.3.2 Chiếu, đo và xử lí số liệu ........................................................... 27 2.4. Phân tích kiểm chứng ........................................................................... 30 2.4.1. Chuẩn bị mẫu ............................................................................ 30 2.4.2. Chiếu, đo và xử lí số liệu .......................................................... 31 Chương 3 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ TRONG ĐẤT TRỒNG RAU MUỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN QUA ............................................................................ 37 3.1. Chuẩn bị mẫu phân tích ........................................................................ 37 3.2. Chiếu, đo và xử lí số liệu ..................................................................... 38 3.3. Kết luận ................................................................................................ 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 49
7. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt XRF X-ray Fluorescence Huỳnh quang tia X Đầu dò silic công SDD Silicon Drift Detector nghệ Drift
8. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Số liệu của vật liệu detector Si (Li) dùng tính hiệu suất .................. 23 Bảng 2.2. Số liệu của vật liệu detector XR-100SDD dùng tính hiệu suất ........ 23 Bảng 2.3. Hiệu suất ghi detector Si(Li) đối với nguồn kích Cd-109 ................ 23 Bảng 2.4. Hiệu suất ghi detector XR-100SDD đối với nguồn kích 3H-Zr ....... 24 Bảng 2.5. Khối lượng mẫu dùng để xác định độ nhạy các nguyên tố .............. 26 Bảng 2.6. Hệ số Ki của các nguyên tố i ............................................................. 27 Bảng 2.7. Kết quả xác định độ nhạy của các nguyên tố .................................. 29 Bảng 2.8. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu so sánh SS1 .......................... 30 Bảng 2.9. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu so sánh SS2 .......................... 30 Bảng 2.10. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu bia T ..................................... 31 Bảng 2.11. Cường độ vạch K các nguyên tố trong mẫu đo .............................. 32 Bảng 2.12. Tỉ số cường độ Ri các nguyên tố trong mẫu SS1 và SS2 ................ 32 Bảng 2.13. Hệ số α, β qua các phép lặp của hai mẫu SS1 và SS2..................... 33 Bảng 2.14. Giá trị hệ số suy giảm µME0, µMEi của mẫu SS1 ............................. 34 Bảng 2.15. Giá trị hệ số suy giảm µME0, µMEi của mẫu SS2 ............................. 34 Bảng 2.16. Hệ số hiệu chỉnh sự hấp thụ Ai trong mẫu SS1 ............................... 35 Bảng 2.17. Hệ số hiệu chỉnh sự hấp thụ Ai trong mẫu SS2 ............................... 35 Bảng 2.18. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu SS1 và so sánh với giá trị pha chế ............................................................................................ 35 Bảng 2.19. Hàm lượng các nguyên tố trong mẫu SS2 và so sánh với giá trị pha chế. ........................................................................................... 36 Bảng 3.1. Khối lượng các mẫu đất trồng ra muống ......................................... 37 Bảng 3.2. Kết quả cường độ đỉnh của các nguyên tố chủ yếu có trong các mẫu đất D1, D2, D3, D4 ................................................................. 38 Bảng 3.3. Kết quả cường độ đỉnh của các nguyên tố chủ yếu có trong các mẫu đất D5, D6, D7, D8 ................................................................. 39
9. Bảng 3.4. Kết quả cường độ của bia + mẫu (T+S) ứng với các nguyên tố trong mẫu đất .................................................................................... 39 Bảng 3.6. Kết quả tính giá trị hệ số suy giảm μME0 của các mẫu đất qua phép lặp cuối ..................................................................................... 41 Bảng 3.7: Kết quả tính giá trị hệ số suy giảm μMEi của các mẫu đất qua phép lặp cuối. .................................................................................... 42 Bảng 3.8. Kết quả xác định hàm lượng của các nguyên tố trong mẫu đất D1, D2, D3, D4 ................................................................................. 43 Bảng 3.9. Kết quả xác định hàm lượng của các nguyên tố trong mẫu đất D5, D6, D7, D8 ................................................................................. 44
10. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sự phụ thuộc của hệ số suy giảm theo năng lượng của Cu ........ 7 Hình 1.2. Hiệu ứng quang điện ................................................................... 8 Hình 1.3. Hiệu ứng Auger ........................................................................... 9 Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý phương pháp huỳnh quang tia X ................... 10 Hình 2.1. Bố trí hình học của nguồn ......................................................... 22 Hình 2.2.Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hiệu suất εi vào mức năng lượng Ei ............................................................................ 25 Hình 2.3. Mẫu MM ................................................................................... 26 Hình 2.4. Vị trí đặt mẫu trong hệ đo XRF ................................................ 28 Hình 3.1. Hàm lượng Fe trong 8 mẫu đất ................................................ 45 Hình 3.2. Hàm lượng Ca trong 8 mẫu đất ................................................. 45 Hình 3.3. Hàm lượng Zn trong 8 mẫu đất. ................................................ 46 Hình 3.4. Hàm lượng Mn trong 8 mẫu đất. ............................................... 46