壳聚糖调控TXRF技术实现高盐卤水中痕量铷铯的高效检测

本研究针对高盐卤水(TDS >300 g L-1)中痕量Rb/Cs检测的基质干扰难题，创新性地开发了壳聚糖(CS)调控的总反射X射线荧光(TXRF)方法。通过CS的双重功能抑制咖啡环效应(CRE)和盐膜潮解，结合Sm/Se内标校正，实现了未稀释卤水的直接分析，获得Rb(0.027 mg L-1)和Cs(0.051 mg L-1)的超低检测限，为盐湖资源开发提供了新技术支撑。

　　

随着全球对铷(Rb)和铯(Cs)在新能源、电子和航天领域需求的激增（2013-2023年增长率超12%），这两种稀有金属的战略价值日益凸显。然而，它们主要赋存于花岗岩型矿床或盐湖卤水系统中，且品位极低（Rb₂O<0.1%，Cs_{2^-1的盐度及Na⁺、K⁺、Mg²⁺等主量离子的干扰，使得ppm级的Rb/Cs检测成为行业瓶颈。}

南京航空航天大学的研究团队在《Talanta》发表的研究中，开创性地将壳聚糖(CS)引入总反射X射线荧光(TXRF)技术体系。通过CS的氨基/羟基调控盐结晶动力学抑制咖啡环效应，其成膜特性缓解盐膜潮解，结合Sm/Se内标校正，建立了高盐卤水中Rb/Cs的直接检测方法。关键技术包括：CS浓度优化(0.4%)、样品量控制(8 μL)、干燥温度(50°C)等参数的系统筛选，以及TXRF光谱的功率参数调节。

材料与方法
研究选用CS作为基质调节剂，对比PVP、CMC等材料后发现，CS的氨基/羟基能有效协调盐结晶过程。通过设计正交实验确定最佳检测条件，采用Se/Sm双内标校正基质吸收效应。

X射线管功率优化
实验表明，当X射线管功率从4W提升至12W时，连续背景强度显著增强，这归因于康普顿散射增强、瑞利散射相干效应及二次荧光干扰。最终选择8W功率实现信噪比最优。

实际样品验证
在柴达木盆地、茶卡盐湖等真实卤水样本测试中，该方法与ICP-OES结果相对误差<11.5%，Rb/Cs检测限分别达0.027 mg L^-1和0.051 mg L^-1，校准曲线R²>0.99。

该研究突破性地解决了高盐基质下TXRF分析的CRE和信号波动两大技术瓶颈，相比传统稀释法灵敏度提升40%。不仅为盐湖Rb/Cs资源评估提供新工具，其CS调控策略更为复杂基质痕量分析开辟了新思路。团队提出的"形态控制-内标校正"协同机制，可拓展至其他高盐环境金属检测领域，具有显著的工业应用价值。