等离子发射光谱仪

等离子发射光谱仪（精选11篇）

等离子发射光谱仪 第1篇

目前,硅酸盐材料成份分析主要采用常规化学分析、X射线荧光光谱分析和X射线能谱分析。在X射线荧光光谱仪出现前,主要采用常规化学单一的分析方法,并辅之于有经验技工的目测及重量分析、容量分析等;近年来,随着X射线荧光光谱仪的普及,仪器分析逐步取代了常规化学分析、重量分析和容量分析,X射线荧光光谱法操作简便、测试速度快、测试结果准确、精密度高(最高可达Ppb级),最主要的是检测范围广(O8～U92),一般的常规元素都可以检测出来,这有效地弥补了常规化学测量和经验判断的不足。但是,硅酸盐材料中常碰到的锂、硼等超轻元素,X射线荧光光谱法无法检测出来(最新的荧光光谱仪在增加固定道的基础上可以检测出硼元素,但测试准确度有待商榷),而等离子发射光谱仪正好可以解决上述难题。

1 仪器基本特点

1.1 仪器的结构和基本原理

1.1.1 仪器的基本原理

待测样品经化学处理后的试液由蠕动泵输入雾化器,成为细小均匀的汽溶胶,与惰性气体氩气一同载入用高频电流产生的具有8000℃高温的等离子体炬焰中,炽热的等离子体作为激发光源使试液中各种元素电离、激发。在消激过程中产生的特征辐射谱线,经光栅分光系统分解成代表各元素的单色光谱,由半导体检测器检测这些光谱能量,参照标准溶液计算出试液中待测元素的含量。

1.1.2 仪器的结构

Optima型ICP-OES主机包含三个主要部分:光谱仪、ICP光源和进样系统,每一个部分里面又可以分为几个不同的模块。这种模块化的设计非常便于使用、检测和维修。

光谱仪部分包含光学系统模块、光谱仪电子学模块和光谱仪气路模块。光谱仪光学系统的核心由双中阶梯单色器、双背照射制冷SCD或者CCD检测器组成,是ICP-OES的专用设计。计算机控制的光学系统将等离子体的光辐射引入单色器。在测量的间隙,自动快门会关闭,以保护光学系统和检测器。检测器为两维面阵SCD或者CCD。在Optima 2100DV中检测器分为上下两部分,氖灯参考光束使用上部较小检测器的背面只有几个微米厚,入射光采用背照射方式,大大提高了光量子转化效率,无需荧光涂层,避免了检测器的老化问题。

ICP光源部分包含射频发生器模块、高压电源模块和等离子体气路模块。系统采用了全面的射频防护和安全连锁,使得仪器完全满足FCC和CE对射频辐射管理法规的要求。

进样系统采用双开门设计,既方便于仪器调节和观察,又实现了最有效的射频辐射防护。进样系统室门可以随时打开,进行适当的调节,对于实验室环境温度变化较大的地方,可以选配雾化器加热器,这时应将进样系统室门关闭,加热器使雾化器和雾室保持和恒温,并使气溶胶颗粒更加均匀,可以大大提高仪器整体稳定性。加热器的温度可以通过软件进行控制。

仪器自带有全自动操作软件,支持多任务、多用户操作、原始数据具有不可覆盖性、对原始数据所作的所有合法修改均有记录,软件具有模拟运行和离线运行功能,适合教学和数据分析。

2 仪器在硅酸盐材料测试中的应用

2.1 测试试剂

浓盐酸:浓度(wt%)36～38%;氢氟酸:浓度(wt%)≥40%;硝酸:浓度(wt%)65～68%

(n=5)

(n=5)

Al、Si、B标准溶液浓度:1000 mg/L(美国珀金埃尔默公司提供),分别吸取1.0 mL Al、Si、B标准溶液于40mL容量瓶中,用去离子水(美国MiLLPORE超纯水器生产的去离子水)稀释至刻度,摇匀;

Li 10μg/mL(美国珀金埃尔默公司提供),分别吸取1.0mL Li标准溶液于40mL容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀。

2.2 测试样品溶液制备

称取0.4g样品(精确到0.0001g),至于1号试管(微波炉专用试管)中,加入1mL HNO3(浓)、1mL HF、1mL HCl(浓),用微量去离子水清洗试管内壁,放入微波炉中,微波消解。

在2号试管(微波炉专用试管)中加入1mL HNO3(浓)、1mL HF、1mL HCl(浓),用微量去离子水清洗试管内壁,放入微波炉中,微波消解,即样品空白。

本实验采用奥地利安东帕Multiwave 3000微波消解仪,该消解仪的安装微波功能为1700W,采用双磁电管,微波输出功率为1400W,采用全功率范围非脉冲式微波功率控制,最小可调刻度为1W,磁电管频率为2455MHZ,转子速度为3rpm,炉腔体积为66升。

消解完毕,取出1号、2号试管,把消解好的溶液分别转移至40mL的容量瓶中,并用去离子水清洗试管内壁(至少三次)并把清洗液分别转移至容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,即样品溶液和样品空白。

2.3 样品溶液的测定与结果计算

样品溶液经稀释后,在与测量标准溶液相同的仪器工作条件下,测量样品溶液的发射强度,计算出相应的样品溶液浓度(mg/L),在进行样品溶液和标准溶液测量前,必须先测试空白,仪器会自动扣除空白,即测试顺序为:标准溶液空白(美国珀金埃尔默公司提供)、标准溶液、样品空白样品溶液。

元素含量W(以质量分数%表示)计算公式为:W=C4010-3/m103

式中:C为样品溶液中锂、硼、硅、铝的检测浓度(扣除空白后的浓度),(mg/L);m样品质量(g)40为容量瓶的体积(mL)

3 结果与比对试验

3.1 精密度

精密度试验见表2,从表2可以看出,仪器的测量精密度是相当高的。

3.2 检出限

连续空白溶液10次,各元素的检出限为:

B 0.0013 mg/L;Li 0.0025 mg/L;

Al 0.0168 mg/L;Si 0.0563 mg/L

3.3 比对实验

用同一样品,用X射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科公司Axios Advance)进行测量,测量结果见表3,从表3可以看出,测量结果还是比较满意的。(其中B、Li X射线荧光光谱仪无法检出)。

4 结论

电感耦合等离子发射光谱仪精密度高、准确性好、检出限低、测量范围宽,在一定程度上可以弥补X射线荧光光谱仪的不足,特别是在微量元素的检测上(如地质勘探、古陶瓷研究的痕迹测试等),相对于X射线荧光光谱仪来说,效果更好,二台仪器联合使用,可以进一步丰富和充实硅酸盐材料的检测方法,效果更佳。

致谢:本文的撰写参考了美国珀金埃尔默公司提供的电感耦合等离子发射光谱仪和安东帕公司提供的Multiwave 3000微波消解仪说明书,谨此致谢!

参考文献

等离子发射光谱仪 第2篇

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定土壤中有效硫

采用电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中有效硫,浸提剂分别为:Ca(H2PO4)2-2mol/LHAc(中酸性土壤有效硫),5mol/LNaHCO3(碱性土壤有效硫).研究了ICP-AES对有效硫测定谱线的选择以及浸提温度、静置时间等对浸提结果的.影响,酸性土壤滤液直接经ICP-AES测定,碱性土壤滤液经酸化后再测定.方法检出限分别为0.32mg/kg,通过对国家土壤有效态一级标准物质测试,测定结果基本一致;GBW07415、GBW07413标准物质11次测定的相对标准偏差(RSD)分别为3.66%、2.59%.

作 者：王萍 王雪莲 谭小宁 何冰 WANG ping WANG Xuelian TAN Xiaoning HE Bing 作者单位：成都综合岩矿测试中心,成都,610081刊 名：四川地质学报英文刊名：ACTA GEOLOGICA SICHUAN年，卷(期)：29(4)分类号：P575.4关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱 土壤 有效硫

等离子发射光谱仪 第3篇

【关键词】电感耦合等离子体发射光谱；马口铁；镀锡

马口铁又称镀锡钢板，是在薄钢板上镀锡而成。马口铁所制容器有强度高、成型性好、对产品的兼容性强等优点。18世纪以来，各国都普遍重视这种包装容器，从鞋油、油漆、油墨、润滑油，到各种化学品、危险品等等都广泛使用。而镀锡量是评价马口铁镀层质量的重要指标，并直接与马口铁的生产和制作的容器或部件的性能有关，因此能否准确测量镀锡量是个十分重要的工作。

镀锡量的测量方法很多，有碘量法、X-射线荧光法、滴定法和库仑法[1]等，由于马口铁中镀锡量一般较小，以上方法存在着方法繁琐、价格高、误差大等缺点，不能满足进口马口铁贸易的需要。电感耦合等离子体光源激发温度高，检出限低、精密度好的等特点。采用ICP—AES法测定马口铁中镀锡量未见报道。

1、实验部分

1.1主要仪器与试剂

美国Thermo公司ICAP6500型电感耦合等离子体发射光谱仪

可调式电炉或电热板：0—1500W；盐酸（1:1）：用优级纯进行配制；锡标准溶液：500g/ml，

Fe标准溶液：500g/ml，实验用水为二次蒸馏水经离子交换后的去离子水

1.2仪器工作条件

入射功率：频率27.12MHz，入射功率1.15kW，工作气体为氩气(体积分数于99.996)，

冷却气流量12L/min，辅助气流量0.50L/min，载气流量0.75L/min，样品提升量1.6mI/min，观察高度15mm，雾化气压力：2.20×105Pa；蠕动泵进样；积分时间：15S，积分次数2次。

1.3实验方法

（1）试样溶液的制备由于不能判断马口铁两面镀锡量是否相同，因此制备6片2*3cm的马口铁且分别用防酸密封带对其中不同面进行密封。将两块待测样品分别置于150ml聚四氟乙烯烧杯中，加入20ml盐酸使镀锡层溶解，在150度加热条件下约5min,待试样镀锡层完全溶解、裸露出光洁的铁基表面后，将锡溶液移入100ml容量瓶中，用约15ml水洗涤试样和烧杯两次，将洗涤水并入容量瓶中，然后定容到100ml。

（2）标准溶液的配制用标准储备液逐级稀释，用盐酸为介质配备锡标准溶液，浓度分别为0、10和20g/ml定容混匀后,转移至塑料瓶中储存。

（3）测定方法在选定的仪器条件下测定标准溶液中锡元素分析线处的净光强，建立校准曲线，然后测定试样溶液和相应样品空白溶液中锡元素分析线处的净光强，计算试样溶液中锡元素的浓度。根据浓度试样的干态质量(扣除湿存水后的试样质量)和稀释倍数，计算试样中锡元素的质量分数。2次测定之间用水冲洗约20S。

2、结果与讨论

2.1分析線的选择

检测器可以获得反映样品溶液中所有元素谱线信息的“指纹”信息照片,谱线中拥有2万多条谱线及其强度、干扰等各种信息,锡元素可选的分析线较多。本文按照没有谱线干扰,左右背景均匀灵敏但不饱和以及信背比大等原则,选择锡元素的分析线为189.989﹛477﹜，189.989﹛478﹜。

2.2酸度效应试验表明,当溶液体积保持不变时,HCl体积分数为20-50ml时,对锡的测定没有影响。

2.3基体效应的影响由于样品基体为钢铁，对于镀层厚度约为2.8/2.8g/m2的镀层溶解约需3min,对于镀层厚度为11.2/11.2g/m2溶解时间约需10min,当溶解时间超过限值时，铁基会有部分溶解，因此溶液中不可避免带入大量的Fe3+,本方法在测定20g/ml锡标准溶液时，加入了Fe3+500g/ml，未发现产生干扰。

2.4样品分析结果对制备的六个样品进行检测并进行计算，测定结果分别为18.32，18.55，18.69，18.30，18.68，18.52g/ml，平均值为18.51g/ml，计算的相对标准偏差为0.91。

2.5仪器工作参数的选择

2.5.1入射功率其它参数固定不变，在0．50～1．65kW范围内改变入射功率，进行检测，试验结果显示，锡元素的谱线强度随着入射功率的增加而增加，但入射功率增加到一定程度信噪比有下降趋势。入射功率太低，影响待检测元素的激发；入射功率太高，能量消耗过高，容易烧毁炬管。实验结果显示1．15kW的入射功率大小适宜。

2.5.2冷却气流量试验结果表明,冷却气流量小于12L／min火焰不稳定,而且容易烧毁炬管,冷却气流量大于20L／min火焰不稳定,而且容易熄火.本实验选择冷却气流量为12L／min。

2.5.3辅助气流量氩气为辅助气，对本实验检测的元素辅助气对其谱线没有实质性的影响，但是辅助气流量的慢慢增大，各待检测元素的谱线强度有下降的趋势。本实验选择氩辅助气的气流量为0.5L／min。

2.5.4雾化气压力试验结果显示，大多数元素的谱线强度随雾化气压力增加而增加，但雾化气压力增到一定程度信噪比有下降趋势。雾化气压力太低，影响待检测元素的灵敏度；雾化气压力太高，影响雾化效果。本实验选择了2.20×105Pa的雾化气压力。

2.6方法检出限与回收率应用所建立的标准曲线，对空白溶液测定11次，用3倍空白标准偏差除以方程斜率即得方法检出限，经计算为0.1g/ml。因目前市场上还没有镀层标准物质，所以本方法采用含锡标准物质作为参考物质以验证方法的回收率，实验得到方法的平均回收率可达99.99％。

3、结论

马口铁镀锡材料在1500C加热条件下，采用盐酸(1+1)处理后，采用ICP-MS测定退镀液中的锡含量，具有检测方法简单、易操作，精度较高等特点，方法检出限为0.1g/ml、相对标准偏差为0.91%、平均回收率为99.99%。该方法可以满足进出口马口铁贸易的需要。

参考文献

[1]邱月梅.镀锡钢带镀锡量的测定.金属制品2003,37,3:33-35

黄世杰,中级工程师，硕士，主要研究方向原子光谱

等离子发射光谱仪 第4篇

一、电感耦合等离子体发射光谱仪运行原理

ICP-AES是以等离子炬作为原子的激发光源, 激发原子由低能级跃迁到高能级并发射出特征谱线, 而等离子体是由高频发生器产生高频电磁能, 通过线圈耦合到有氩气气流的炬管而产生的。再根据特征谱线的存在与否, 鉴别样品中是否含有某种元素 (定性分析) ;根据特征谱线强度与浓度成正比确定样品中相应元素的含量 (定量分析) 。

二、使用过程中的常见问题及解决方法

(一) 标液配制精确性差

1. 使用过期或保存时间较长的标液。

2. 相互有干扰的微量元素使用一个混标。

如Fe容易和其他元素发生化学反应, 在测试过程中, 易造成谱线干扰, 数据不准确。建议在配制标准溶液时, 将容易产生干扰的元素配置成单标进行标曲测定。

3. 标曲浓度梯度设置不合理。

在大量测试过程中, 常出现配置的浓度梯度没有规律, 过小的浓度值且梯度间隔不大, 造成标准曲线相关系数不高。通常浓度梯度选取4个不同浓度值, 除0点以外, 其他三个浓度值间隔2~5倍。且配置时需先配高浓度, 然后逐级稀释定容配置其他两个浓度的标液, 减少人为操作造成的误差, 也减少原液损耗。

4. 配制标液时, 使用工具不符合要求。

很多学生在配制较低浓度标液时, 会采用移液枪提取标液原液, 但使用的枪或枪头不符合要求, 或者不匹配, 容易造成提取的原液达不到实验设计要求, 降低标曲相关系数。

(二) 仪器测定的精密度差

1. 开机后光室温度尚未完全稳定。

Thermo6300型ICP-AES仪的光室温度须稳定在38℃左右, 若仪器温度未稳定在该区间, 光室内光学元件受明显的温度影响, 元件间的相对位移会发生变化, 致使待分析谱线位置漂移和分析数据失真。因此仪器主机应进行充分预热, 在光室温度稳定在 (38±0.1) ℃以后再进行测定。

2. RF功率不稳。主要由循环水温度突然变化及氩气不纯造成。

3. 蠕动泵管泵夹松动, 致使进样不均匀。

4. 蠕动泵管长时间使用, 弹性变差。

蠕动泵管需更换, 蠕动泵要定期滴加润滑油, 以减缓蠕动泵管和塑料转子的磨损。

5. 分析谱线的选择不合适。

多数情况下靠近CID边缘20个像素的谱线强度通常较低, 尽管有些谱线没有光谱干扰, 但还是很少采用。此外还有位于紫外波长短的元素谱线 (如P177.495nm) , 也很少采用。

(三) 测试数据不稳定

开机后, 仪器最佳化正常, 主机硬件一切运行正常, 但在测试过程中, 信号强度缓慢降低或突然降低为空白强度。

1.仪器长时间检测运行, 当测试样品中含有较高浓度的盐分或如Ca、Mg元素含量较高时, 在仪器测试过程中, 中心管易被析出的盐分堵塞。中心管被堵塞后, 可观察到旋流雾室内雾汽量明显增多, 旋流雾室壁有不少正在下滑的水珠, 排液量也比正常情况下增多。轻微的中心管污染可以采用50%的王水反复进样冲洗。同心炬管长时间使用, 顶端会出现棕褐色物质, 很难用50%的HNO3浸泡的方法除去, 应更换同心炬管。

2. 仪器长期使用后, 雾化器被堵塞。

由于作气体出口, 雾化器的环形间隙仅为10~35μm, 如果环形间隙被堵塞, 那么雾化器将很难被挽救, 因此选用氩气减压阀时最好带有过滤网装置。另外, 样品过滤不彻底, 所含有的杂质在进样过程中也会造成雾化器堵塞。

(四) 测试数据出现偏高

测试数据出现偏高的原因往往是由于样品处理环节带来污染造成的。如:样品制备所使用的水或试剂不合格, 待测元素含量偏高;使用普通比色管定容后隔夜测定溶液中Zn元素, 往往会偏高, 因为玻璃中就有一定含量的Zn, 长时间放置会被酸溶液浸取出来。

(五) “点火”困难

仪器需要“点燃”等离子体才能开始分析工作, 不能正常“点火”是ICP-AES仪最常见的故障。

1. 氩气不纯或输出压力不准确。

有时供给仪器的氩气可能是误充的气体, 可以更换不同批次的氩气或者更换供应商。另外, 要查看压力表, 是否到达适合的压力值, 氩气输出压强过高或过低都会影响“点火”, 氩气压强要控制在大约0.62MPa。

2. 同心炬管或旋流雾室中有积水。

当发现无法正常“点火”或者在使用过程中出现“熄火”现象, 要查看排液管是否在蠕动泵上放置相反, 造成废液无法排出。发现积水存在时, 可延长氩气吹扫时间, 若仍不能“引燃”等离子体, 应小心拆卸下同心炬管或雾室借助吹风机的自然风吹干, 重新安装后即可正常“引燃”。

(六) 突然“灭火”, 等离子体不能维持

低功率与高负载 (有机溶液、高盐溶液) 都易导致灭火, 增大RF功率和使用低盐类样品 (如蒸馏水) 可帮助判断是否存在以上可能;排风流量或水循环流量在维持等离子体工作的临界值附近;进样系统有突然漏气或突然堵塞;当氩气更换至另一瓶时, 操作不及时, 造成氩气压力突然降低;当软件分析界面中激活打开的分析方法多, 尤其是分析较多元素的方法时, 也容易出现等离子体自动熄灭现象。

三、仪器维护及注意事项

(一) 良好的外部环境

等离子体光谱仪与其他大型精密仪器一样, 需要运行在良好的环境中。一般要求操作温度控制在20℃~25℃, 变化不大于±2℃/小时。实验室需专门配备空调且在温度较高或较低时开启, 以维护仪器所需的温湿度。一般室内湿度应小于70%, 最好控制在45%~60%之间, 新疆气候干燥, 湿度不大, 主要在夏季和冬季两个季节温差较大, 冬季有暖气保证, 因此, 夏季开机应保证室温符合要求。保障排风机的良好运行, 以保证排除仪器产生的热量及产生的有毒气体。

(二) 日常维护

2. 每次点火前检查蠕动泵、泵管, 确保过度磨损现象, 定期更换蠕动泵管。

3. 每次样品分析之前必须检查雾化器是否有堵塞现象。

4. 定期清洗炬管及雾化器。用20%硝酸溶液浸泡过夜, 再水洗, 最后用无水乙醇洗净并吹干。

5. 定期检查外置式冷却水水位或更换。更换循环水, 仅可以使用蒸馏水, 不要使用添加剂。

6. 定期检查通风管路。

仪器在使用过程中会产生原子蒸汽, 扩散至室内, 会对操作人员的身体健康造成危害。所以, 应定期检查排风管路的密封性及风机的磨损程度, 及时排除隐患。

7. 试样酸度不能太大, 消解完样品要尽量赶酸, 避免酸气进入光室腐蚀镜片和金属部件影响光谱信号的接收。

1.每次开机使用前应通氩气吹扫1小时左右, 保证光室温度升到38℃左右, 同时将管道中的水珠、尘埃等吹出。气体的纯度一定要达到99.99%以上。

四、结语

Thermo6300型电感耦合等离子体发射光谱仪是集机、电、光及计算机于一体的大型精密分析仪器, 作为常规的分析方法, 一般样品量大, 前处理复杂, 所以规范化操作尤为重要, 需要专人负责管理及日常维护, 定时清洗, 及时更换易损配件。在长时间使用过程中, 仪器或多或少都会出现一些小故障, 要冷静分析总结, 通过提高自身素质, 避免人为操作错误带来的仪器故障, 加强仪器维护, 延长仪器使用寿命, 保持其灵敏度, 符合测试要求。

摘要：电感耦合等离子体发射光谱仪已经广泛应用于无机元素的分析测定, 以重点实验室Thermo6300等离子体原子发射光谱仪为例, 简要介绍了等离子体原子发射光谱仪的运行原理, 详细阐述了在使用过程中标准曲线相关系数较差、仪器点火失败、精密度下降等常见问题及解决方法。并结合多年实验室仪器管理经验, 提出了仪器的维护保养方法及注意事项, 以供从事等离子体原子发射光谱仪使用及管理人员参考。

关键词：等离子体原子发射光谱仪,常见问题,维护保养

参考文献

[1]高光洁子, 李艳萍, 冯圣雅, 等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定人造金刚石中铁、钴、锰、镍[J].分析化学, 2014, 42 (3) :457-458.

[2]赵庆令, 李清彩.电感耦合等离子体发射光谱法测定锆钛砂矿中铪钛锆[J].岩矿测试, 2013, 32 (6) :883-886.

[3]杨小莉, 杨小丽, 李小丹, 等.敞开酸溶-电感耦合等离子体光谱法同时测定钨矿石和锡矿石中14中微量元素[J].岩矿测试, 2014, 33 (3) :321-326.

[4]钟汉鹏, 汪静玲.谈谈ICP-AES的使用、维护保养[J].光谱实验室, 1997, 14 (6) :68-70.

[5]叶家瑜, 江宝林.区域地球化学勘查样品分析方法[M].北京:地质出版社, 2004:226.

等离子发射光谱仪 第5篇

微波消解-等离子体发射光谱法测定锰矿石中硅铝铁磷

锰矿经微波消解溶样处理,等离子体发射光谱法测定硅铝铁磷含量,方法基体效应小,各待测元素之间没有明显干扰.使用该法分析有证标准物质和实际样品中的`SiO2、Al2O3、Fe和P,分析结果与标准值或其他常规方法测定值一致,误差均在允许范围内.方法的回收率为89%～112%,精密度(RSD,n=12)为0.55%～3.25%.与现行的单元素分析方法相比,分析周期短,适用于锰矿的日常检验.

作 者：刘顺琼 吕泽娥 陈永欣 刘国文 马丽方 蔡维专 LIU Shun-qiong Lü Ze-e CHEN Yong-xin LIU Guo-wen MA Li-fang CAI Wei-zhuan 作者单位：广西防城港出入境检验检疫局,广西,防城港,538001刊 名：岩矿测试 ISTIC PKU英文刊名：ROCK AND MINERAL ANALYSIS年，卷(期)：26(3)分类号：O657.31 P578.498关键词：微波消解 电感耦合等离子体发射光谱法 元素测定 锰矿

等离子发射光谱仪 第6篇

摘要：碱熔法耦合等离子体发射光谱对锰矿石中主量、次量和痕量元素的测定过程中，能够对GBW07262 ～ GBW07265这四种标准物质进行有效分析，测定结果中Mn、Si、Ca、Ba、Mg、K、Cu、Ni、Fe、Al、P、Ti元素的相关测定值同标称值相吻合。碱熔法耦合等离子体发射光谱对锰矿石中主量、次量和痕量元素的测定方法将有效地提升锰矿石中各类元素的测定效率，对于相关研究工作的开展将起到非常积极的作用。

关键词：碱熔法；发射光谱；锰矿石；痕量；主量；次量

中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0106-02

锰矿石是钢铁生产的重要原料，锰矿石中的元素测定工作一直以来都是非常关键的环节，矿石在自然界中的存在形式主要是无水和含水氧化锰以及碳酸锰，且锰矿石中所含有的成分和元素较为复杂，包括二氧化硅、硅、钾、镁、铝、磷、硫等多种杂质，同时也含有铜、镍、钴等多种稀有贵金属，应用范围广，应用价值大。

本次研究过程中，选用了NaOH和Na2O2为实验熔剂，先将样品放入锆坩埚中进行熔融，然后放入盐酸试剂中浸取，让锰矿石溶解成透明溶液，备于后续实验工作。然后，在对实验仪器及工作条件进行相关优化的基础上，对基体效应和酸度效应展开相关研究，利用主量、次量和痕量元素的测定方法，对锰矿石中的元素进行有效检测，最终测得Mn、Fe、Ca、V、Mg、P、Al、Si、Co、K、Cu、Cr、Ni、Zn、Co、As、Ti、Pb18种元素的含量。在熔融过程中加入了大量含钠元素熔剂，从而有效地消除了各元素之间的相互影响，保证了测定结果。利用碱熔法耦合等离子体发射光谱对锰矿石中主量、次量和痕量元素的测定，有效地提高了实验效率，并且流程简便，可予以大量推广和普及应用。

1 实验环节

1.1 准备工作

在实验准备阶段，需要对实验仪器和设备进行整理，此次实验过程中，选用的是中阶梯光栅分光系统、L-PAD检测器，波长范围为165～1100mm，并选择SeaSparay雾化器以及旋流雾室等主要应用设备。此次实验的工作条件为频率40.68MHz，入射功率控制在1.2kW，辅助气流速为0.5L/min，载气压力为2.34×105Pa，工作气体为氩气，冷却气流保持在16L/min，样品的提升速率在1.4mL/min，观察高度为10mm。

实验过程中，需用光谱纯锰片、氧化镁、氯化钾、四氧化三钴、铁丝、硝酸钡、三氧化二铬、氧化铅、高纯二氧化硅、五氧化二钒、三氧化二砷、铝丝、碳酸钙等试剂和材料。

1.2 实验环节

1.2.1 首先将锰矿石进行取样，依照GB/T 2011进行制样，保证试样的标准性，然后用直径0.074mm（200目）的筛网进行筛取。

1.2.2 对试样进行湿存水的测定。

1.2.3 选用锆坩埚，在坩埚底部均匀铺上1.5gNaOH，称取约0.1g实验样品平铺在NaOH上方，之后将1.5gNa2O2覆盖于样品上方，盖上坩埚盖。用马弗炉对锆坩埚加热，温度保持在500℃，20min之后提升至600℃，继续加热20min，关闭电源，待冷却后将其取出，横向放入300mL聚四氟乙烯烧杯当中，加入150mL纯水，然后加入75mL盐酸，盖上表面皿，于电热板上加热至溶液澄清，洗出锆坩埚，将溶液转入250mL容量瓶，并用纯水定容，混匀。同时做空白试验。

1.2.4 取1.5gNa2O2和1.5gNaOH，倒入300mL聚四氟乙烯烧杯当中，再加入150mL水，沿杯壁缓慢加入75mL盐酸，待冷却后用250mL塑料量瓶定容，摇匀后作为空白溶液。

1.2.5 向5个100mL的量瓶内一一加入50mL的空白溶液，同时准确移取标准储备液，然后用纯水定容，并混匀，存储于塑料瓶中，配制成系列标准溶液。

1.2.6 设定好仪器条件，然后对标准溶液中的元素分析线净光强进行测定，建立校准曲线。测定试样溶液以及空白溶液中各元素的分析线净光强，计算溶液中各元素的浓度。根据溶液浓度、试样的干态质量以及稀释倍数，对元素质量分数进行计算。

2 实验结果分析

实验结果经统计，锰矿石中主要含有锰、钠、铁、铝、硅、钙、镁、钡等元素，在浓度范围内选择2条或多条分析线。经过反复实验，样品溶液性质稳定，两个月后进行再次实验，结果并没有太大差别。

在功率选择的选择方面，考虑到不同功率对元素净光强的影响，经反复选择，总结功率增加，K、P净光强则逐渐下降，其他元素净光强以及背景增加，因此，考虑到K、P元素的灵敏度问题，选择1200W功率。

参考文献

[1]陈永欣，黎香荣，吕泽娥，刘顺琼.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锰矿石中铝铜锌铅砷镉[J].冶金分析，2009，（4）.

[2]刘颖，李献华，刘海臣.等离子体质谱测定岩石标准物质中痕量元素——对某些元素定值的探讨[J].岩矿测试，2010，（2）.

[3]陈永欣，吕泽娥，刘顺琼，刘国文.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锡精矿中杂质元素[J].冶金分析，2008，（4）.

[4]龚迎莉，汪双清，沈斌.电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定沉积岩中15个元素[J].岩矿测试，2008，（3）.

[5]曾念华，诸，毛英.火试金富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿样中铂和钯[J].理化检验（化学分册），2010，（10）.

等离子发射光谱仪 第7篇

根据国家生活饮用水标准中规定[1],饮用水的检测项目应由高达到106项,毒理指标中无机化合物(金属离子化合物)检测指标21项,而铁、锰、锌、铅、铬、镍、铝等元素的检测就在这21项中,原子吸收光谱法(AAS)与氢化物发生原子荧光法(HG-AFS)是水质检测中测定金属元素经常使用的两种分析方法[2]。AAS(火焰法和石墨炉法)每次只能测定1种元素,且线性范围较窄。HG-AFS法一般同时测定As,Sb两种元素,但是其他元素测试还是有一定的缺陷,且检出限值低,试样预处理步骤也比较繁琐[3]。传统的分析方法测定水中多种微量元素,工作步骤多、工作量大。采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)可同时测定水中多种金属离子[4]可大量节约工作时间节省劳动力。

本文主要论述采用ICP-AES法同时测定了贵州黔西南州兴义市各乡镇抗旱打井井水中铁、锰、锌、铅、铬、镍、铝、钾、钠等元素,该方法具有操作简便、快速、线性范围广、结果准确等优点;并介绍几个乡镇井水水质基本情况。

一、实验部分

1. 主要仪器与试剂

电感耦合等离子发射光谱仪德国斯派克BLUE型

标准溶液:国家标准值中心配置,各单独标准溶液浓度值均为1000mg/L,所用盐酸和硝酸均为川东化工生产优级纯GR)试剂,分析水为2次蒸馏去离子水。

2. 标准工作液的配制和工作曲线的制定

电感耦合等离发射光谱(ICP-AES)法具有同时测定多种金属元素的能力,根据试验,在测量地下水、地表水中的金属元素可以按下列组合进行测定,混合标准溶液为Fe、Mn、Zn、Pb、Cr、Ni、Al、K、Na,组合后个元素测定互相不干扰,具体配置浓度见下表:

表1混合工作标准溶液的浓度及相关系数(单位:mg/L)

将各标准溶液按曲线制作要求混合配制成混合标准溶液,然后将仪器调节至待测状态、待仪器稳定后,按仪器工作条件,将混合工作标准溶液依次喷入,制定标准工作曲线。

3. 工作条件选择

仪器工作参数的确定采用多元素优化的折中条件,列于表2

表2仪器工作条件

4. 则定步骤

(1)样品来源

①兴义市白碗窑镇海子村塘上组抗旱打井水

②兴义市乌沙镇洒布村核桃基地抗旱打井水

③兴义市桔山办杨柳村三组抗旱打井水

④兴义市猪场坪乡坪子地村凹猪黑组抗旱打井水

⑤兴义市敬南镇海子村顺山组抗旱打井水

(2)样品预处理

①测定溶解态元素:样品采集后立即通过0.2μm滤膜过滤,弃去100ml初液,然后收集200ml左右的滤液并用(1+1)硝酸把溶液把酸度调节至pH<2。

②测定元素总量:准确量取100ml的已均匀样品,并加入(1+1)硝酸5毫升置于调温电炉上慢慢加热消解,确保溶液不沸腾,缓慢加热至近干、取下冷却,加入硝酸若干毫升,再加入少量水,置于电炉上继续加热使残渣溶解。冷却后用水定容至100ml,使溶液保持5%的硝酸酸度。

(3)试样分析

设置好最佳工作条件,待光源稳定、点火成功后,将空白、标准溶液依次吸入,制定标准曲线,然后再将水样以同样的方法直接测定。由于谱线重叠干扰也有,一般都选两条谱线同时测定,查看干扰谱线,互相干扰谱线要避免选到,采用背景校正和峰高校正。

二、结果与讨论

1. 分析线及观测方向的选择

分析线选择比较重要,选择正确的分析线直及测定方法将会使分析结果准确可靠,选得不对,有些波长叠加,结果偏高;待测元素的分析线选择必须考虑其灵敏度、背景干扰等因素。德国斯派克BLUE型电感耦合等离子发射光谱仪可选各元素第一灵敏线和次灵敏线同时进行检测自动修正结果每个元素按标准配置可以的到较好相关系数。

2. 方法检出限试验

测定21次平行空白溶液,按21次测定结果计算其标准偏差,3倍标准偏差的为检出限、5倍标准偏差的为测量限。

3. 精密度试验

按标准曲线相同工作条件,对样品进行重复测定11次,计算出相对标准偏差(RSD)在0.20%～1.05%之间,说明本方法对各元素的检测精密度都较好,能满足测定要求,结果列于表4。

4. 准确度试验

选水样3 (兴义市桔山办杨柳村三组抗旱打井水),按下表要求配置家标样品,进行回收率检测试验。结果列于表5。

注:一表示未检出

结论:电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)应用于地下水中多种金属元素的测定,具有快速、简便、检出限低、灵敏度高、线性好的范围广等优点。由兴义水样测试结果可以看出:重金属离子含量均未超过生活饮用水要求,其准确度、精密度均能满足水质分析的要求。通过对兴义市区几种水源的比较分析看出,兴义市各乡村抗旱打井地下水,水中各种金属元素含量较低,属于地下水质分类的I和Ⅱ之间可饮用的井水。

5. 样品测定

按选定试验方法测定采集的5份水样,测定结果列于表6。

参考文献

[1]GB/T 14848-93地下水环境质量标准

[2]辛士刚,王莹.水中多种微量元素的直接测定[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2003,21(2):136 138.

[3]叶林.ICP-AES法测定废水中七种元素[J].铜业工程,2004,15(2):54 56.

等离子发射光谱仪 第8篇

1实验部分

1.1仪器及工作参数

仪器:IRIS Intrepid ⅡXSP型等离子体发射光谱仪 (美国热电公司生产) 。

仪器工作条件, 氩气压力0.5 MPa。

1.2试剂及标准溶液

硫酸铵 (AR) ; 浓硫酸:质量分数约为98%ρ≈1.84 g/mL;浓盐酸:质量分数约为26%, ρ≈1.19 g/mL;钛元素标准液 (1 mg/mL) , 北京标准物质中心。

1.3样品分解

称取在105±2℃干燥至恒重的样品0.2 g (精确至0.0002 g) , 置于250 mL高型烧杯中, 在通风橱中, 加7～8 g硫酸铵和20 mL浓硫酸摇匀, 将烧杯放在已加热的电热板上缓慢加热, 直至产生强烈白烟, 再继续加强热直至溶解完全[2]。小心冷却, 加50 mL水和20 mL盐酸加热溶解盐类, 冷却后转移到250 mL容量瓶中, 稀释至刻度摇匀, 根据样品中钛含量准确取2～5 mL溶液用2%盐酸稀释至100 mL容量瓶中, 用ICP测定。同时做空白试验。

1.4钛工作曲线制作

准确吸取钛标准溶液 (1 mg/mL) 0.2、1.0、2.0、3.0 mL分别置于100 mL容量瓶中, 用2%盐酸稀释至刻度, 摇匀。将溶液用ICP测定, 制作钛工作曲线。工作曲线钛质量浓度梯度范围为2.0、10.0、20.0、30.0 μg/mL。曲线相关系数r≥0.9999。

1.5钛含量计算

二氧化钛质量分数的计算按下式:

undefined

式中:w (TiO2) 为TiO2的质量分数, %;

m为待测试液中钛的质量, μg;

M为称取试样的质量, g;

V 为所取试样溶液的体积, mL;

250为试样溶液总体积, mL;

1.6685为钛换算为二氧化钛的系数。

2结果与讨论

2.1试验条件的选择

2.1.1谱线的选择

根据谱线强度大小、背景和干扰情况, 选择钛323.452 (104) 和钛337.280 (99) 作为钛的分析谱线。结果表明, 这两条谱线强度大, 干扰小, 背景简单。

2.1.2功率选择

仪器功率档次有750 、950 、1150 、1350、1750W, 经试验, 功率加大时信号加大, 但同时噪音增大, 因此我们选1150W。

2.1.3雾化器压力选择

雾化器压力的增加会使强度降低, 最佳信噪比出现在172.38～206.85 kPa。压力过大时灵敏度降低, 不利于低含量样品的测定, 本法选193.06 kPa。

2.1.4试样溶解及酸度的选择

钛白粉须在硫铵和硫酸的混合溶液中加热才能溶解完全, 但加热时间过长易产生白色沉淀, 所以, 当样品溶解完全时即可停止加热。由于溶液中有大量硫酸存在, 而硫酸黏度较大不易雾化, 本法采用先定容后再稀释测定的方法, 大大降低了溶液中硫酸含量。酸度降低时钛离子易水解, 形成沉淀, 造成溶液混浊, 影响检测结果。因此, 维持适当的酸度可使溶液中金属离子稳定存在, 不出现沉淀。2%的盐酸基体与标准溶液一致。

2.1.5方法的准确度

为了评价方法的准确度, 用GB17062006检测5个待测样品, 将ICP测定结果与国标方法进行比较, 结果见表2。

从表2可见, ICP测定与国标方法测定结果相吻合。

2.1.6方法稳定性试验

通过对同一样品重复操作10次, 求得RSD<0.5%, 表明方法的稳定性合乎要求。见表3。

3结论

用ICP-AES测定钛白粉中的二氧化钛成分, 分析周期短, 能够获得较好的分析结果, 比化学法大大缩短了分析时间, 提高了工作效率。

参考文献

[1]美国热电公司.TEVA软件用户手册[M].美国:美国热电公司, 2003.

等离子发射光谱仪 第9篇

1 现行测定高纯氢氧化钠中杂质含量的方法

1.1 氧化钙的测定

采用带有背景和扣除装置的原子吸收分光光度计、钙空心阴极灯、空气压缩机、乙炔钢瓶等仪器设备, 将经盐酸酸化后的试样溶液, 吸入空气-乙炔火焰中, 测定由钙空心阴极灯发射出波长为422.7nm时的吸收值。

1.2 二氧化硅的测定

采用酸度计和分光光度计 (配有不同的比色皿) , 同时使用盐酸溶液 (150g/L) 、氟化钠溶液 (20g/L) 、硼酸溶液 (48 g/L) 、二水钼酸钠溶液 (140 g/L, 该溶液一周更换一次) 、硫酸溶液 (400 g/L) 、氯化钠溶液 (70 g/L) 、磺酸溶液 (由无水亚硫酸钠、1-氨基-2-萘酚-4-磺酸和无水偏重亚硫酸钠按比例配制, 该溶液每2～3周更换一次) 、L-抗坏血酸 (25 g/L, 此溶液使用前配制) 、二氧化硅标准溶液 (0.500 g/L) 、二氧化硅溶液 (0.010 g/L, 使用前配制) 等试剂和材料。

在盐酸介质中, 用氟化钠处理, 使任何形态的聚合硅解聚;在硼酸存在下, 掩蔽氟离子干扰, PH值为1.1±0.2时, 形成氧化态硅钼酸盐;在草酸存在下, 于强硫酸介质中, 选择性的还原硅钼盐配合物, 以消除磷酸盐的干扰, 在最大吸收波长处测定吸光度。根据用二氧化硅标准溶液做出的标准曲线计算二氧化硅的含量。

1.3 三氧化二铝的测定

采用分光光度计仪器, 同时使用15%的盐酸、30%的冰乙酸、10%的抗坏血酸、乙酸胺、乙酸-乙酸胺缓冲溶液 (PH=4.5) 、铝试剂溶液 (0.05%, 使用期一个月) 、阿拉伯树胶粉、铝标准溶液 (0.1 mg/L) 、铝标准溶液 (0.01 mg/L, 使用时配制) 等试剂。

在PH=4.5的乙酸介质中, 铝与铝试剂 (玫红三羧酸铵) 生成微红色络合物, 加入保护胶, 使溶液颜色稳定, 用分光光度计测定吸光度。根据用铝标准溶液做出的曲线求出铝的含量。

2 电感耦合等离子发射光谱法 (ICP法) 测定高纯氢氧化钠中杂质含量

2.1 仪器与试剂

电感耦合等离子发射光谱仪 (功率1.1kw、辅助气0.2Lpm、冷却气19 Lpm、泵速0.7mL/min、雾化器0.08Pa/mm2)

高纯盐酸、高纯水、钙标液 (mg/L) 、铝标液 (mg/L) 、硅标液 (mg/L)

2.2 杂质测定方法

标准加入法。称取100克32%高纯氢氧化钠试样, 加入高纯盐酸中和后, 冷却至室温, 将溶液全部转移到200mL容量瓶中, 稀释至刻度, 分别向三个100mL容量瓶加入25mL该溶液, 依次加入钙、铝、硅的混标准溶液 (标液的加入量按照国标规定32%氢氧化钠优级品杂质要求计算, 一般加标量为被测量的3～5倍) , 用超纯水稀释至刻度, 摇匀。选择仪器进样管路的冲洗时间为50秒, 提升时间为30秒, 在提升时间内将进样针放入待测样品中, 依次测量三个容量瓶内的样品, 通过测定Ca、Al、Si元素光谱线的强度而求出三种元素的含量 (μg/mL) 。

选取生产中杂质含量相差比较大的A、B两批样品, 以Ca测定为例, 分析数据见表1。

由这两个样品的分析数据可以看出, 测定的相关系数非常接近, 说明测定结果的准确性高。

为了进一步证明此方法的准确性和可靠性, 我们做了回收实验, 用已知Ca含量的氢氧化钠为底液, 定量加入钙标准溶液, 实验数据见表2。

从测定结果看, 回收率大于95%, 对于痕量分析, 完全能够满足要求。

同时按照上述方法测定了铝、硅含量, 相关系数和加标回收率均能满足要求 (数据略) 。

2.3 计算

CaO的含量根据下面公式求出

其中:C样品中钙含量, μg/L

m称取试样的质量, g

1.3992钙换算为氧化钙的系数。

2.4 对比实验

表3同一样品不同方法测定的32%NaOH中氧化钙含量的对比实验 (%)

上述数据证明了ICP法准确度高, 精密度好。

表4同一样品不同方法测定的32%NaOH中氧化铝和氧化硅含量的对比实验 (%)

通过对比结果看出, ICP法和分光光度法分析结果基本一致, 用ICP法不仅简便快速、分析结果准确, 而且避免了试剂的浪费。

综合以上试验结果, 我们对50% NaOH中这几种杂质含量的测定, 同样采用ICP法进行了试验, 所不同的是由于50% NaOH中杂质含量相对32%NaOH较高, 称样量做了相应调整, 改取样量为50g, 结果表明, ICP法也同样适用于50% NaOH中杂质含量的测定。

3 结论

ICP法测定高纯氢氧化钠中杂质含量, 有较高的准确度、精密度和加标回收率, 检测限为1μg/L, 能准确检测高纯氢氧化钠中微量杂质含量, 满足国标中关于检测限的要求;相对于分光光度法, ICP法测定高纯氢氧化钠中氧化铝和氧化硅含量的选择性更好;ICP法对样品处理程序简单, 易操作, 使用辅助化学试剂量小、种类少, 可以减少化学试剂消耗和化验残液排放。与现行国标推荐方法比较, ICP法具有操作简便、省材、省时和灵敏度高等特点, 适用于批量样品的测定。

参考文献

[1]GB/T11200.3高纯氢氧化钠试验方法第3部分:钙含量的测定火焰原子吸收法

[2]武汉大学.分析化学 (第四版) .北京:高等教育出版社, 2004

等离子发射光谱仪 第10篇

目前焊锡行业一些工厂加入量的锗,以提高钎料的抗氧化能力。但对于如何检测焊锡中锗的含量,国内外还没有标准方法来指导行业内对焊锡中锗含量的检测,因而本文经过实验论证,提出检测焊锡中锗含量的方法,供大家参考,希望通过相互间的实验比对,以求得对该方法提出改进意见,并加以完善。

锗的熔密度5.32 g/cm3,锗可划归稀散金属,锗化学性质稳定,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600～700 ℃时,很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时,锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中,锗易溶解,锗在王水中溶解后生成GeCl4,GeCl4在80 ℃时挥发。碱溶液与锗的作用很弱,但熔融的碱在空气中,能使锗迅速溶解。本文利用带有CCD固体检测器的高分辨率全谱直读光谱仪(ICP-OES)直接测定焊锡中的Ge,方法简单,结果可靠。

1 实验部分

1.1 仪器与工作条件

使用全谱直读型电感耦合等离子体发射光谱仪Varian 710ES ICP-OES(美国Varian公司),自激式空冷40.68 MHz射频发生器;色散系统为中阶梯光栅多色器,焦距400 mm,闪耀角9°48′,波长范围:175～785 nm;CCD固体检测器。等离子体功率 0.7～1.5 kW可调;等离子气流量、辅助气流量、雾化气流量均连续可调,使用玻璃同心雾化器,气旋式雾化室,三同心石英矩管,蠕动泵进样系统。

采用Varian 710ES ICP-OES测定元素最佳分析条件:

冷却气流量12.0 L/min,辅助气流量1.50 L/min,雾化气流量1.0 L/min,射频功率1200 W,蠕动泵转速15 r/min,积分时间5 s,清洗时间10 s,重复测定3次,氩气≥99.999%。

1.2 试剂与标准溶液

标准储备液:锗1000 mg/L(上海市计量测试技术研究院),临用时逐级稀释,先将1000 mg/L的锗标准溶液配制成为100 mg/L的标准储备液,标准溶液介质为5 %硝酸。实验所用试剂均为优级纯,全部试剂和试液均采用超纯水配制。

用100 mg/L锗的标准储备液配制成一系列标准溶液,浓度分别为0.00 μg/mL、0.10 μg/mL、0.50 μg/mL、2.50 μg/mL、5.00 μg/mL,以5 %HNO3溶液为介质,各加入100 mg/L钇标准溶液1 mL作为内标物。

1.3 试样制备

试样经钻取、吸铁、缩分,贮于密封袋中,备用。

1.4 试样分解

称取约1.0 g试样,精确至0.0002 g,置于玻璃烧杯中,用水润湿,加入10 mL硝酸,2 mL过氧化氢,在电炉上低温加热溶解,冷却后,移入100 mL容量瓶中,加入100 mg/L钇标准溶液1 mL作为内标物,用水稀释至刻度,摇匀,待用,同时做空白试液。

2 实验过程关键参数的选择与讨论

2.1 仪器工作参数的选择

2.1.1 高频发生器(RF)功率的选择

实验结果表明,大多数元素随功率的增加谱线强度增加, 这有利于改善检测的精度,但功率增大到一定程度信背比反而下降, 且功率过大容易烧坏炬管, 采用5 mg/L的锗标准溶液,测试了RF为850 W、950 W、1000 W、1150 W及1250 W时锗的灵敏度和稳定性,综合考虑本文选择最佳高频功率为1200 W。

2.1.2 冷却气流量

冷却气流量主要根据高频功率的大小来选择,高功率会导致炬管过热,应相应增大冷却气流量。在高频发生器功率为1200 W的条件下,分别以9.0 L/min、10.0 L/min、12.0 L/min、15.0 L/min、18.0 L/min的冷却气流量观察,过低的冷却气流量容易引起炬管烧融,故折衷选择冷却气流量为15.0 L/min。

2.1.3 辅助气流量

试验结果表明,随着辅助气流量的增加,信号强度也随着增加。经过仪器的条件优化,选择辅助气流量为1.5 L/min。

2.1.4 雾化气流量

雾化气流量是影响信号强度的重要因素之一,随着雾化气流量增加,样品的提升量增加,谱线强度随着增加。通常较低雾化气流量使等离子体更稳定,而较高的雾化气流量所测得的检出限更好。实验中分别以0.75、0.8、0.9、1.0、1.1 L/min的雾化气流量观察,0.75 L/min时检测的灵敏度不够高,样品提取量增大时,分析的精确度反而会降低,故选择样品雾化气流量为1.0 L/min。

根据实验得到较佳的工作条件是:功率1200 W,冷却气流量15 L/min,辅助气流量为1.5 L/min,雾化气流量1.0 L/min。

2.2 酸度的选择和影响

改变溶液介质浓度为1%、2%、3%、4%、5%、6%体积分数的HNO3,进行峰值扫描,观察不同浓度的硝酸介质对元素发射信号的影响,结果表明,6%以下的HNO3酸度基本上不影响锗的测定。为了与标准溶液的酸度相匹配,本文选择酸度为5%的样品进行测定。

2.3 分析线的选择

查阅仪器操作软件谱线数据库,筛选出适合焊锡中Ge元素测定的谱线,比较了Ge 209.426 nm, Ge 265.117 nm, Ge 206.866 nm, Ge 219.871 nm, Ge 204.377 nm五条不同强度分析线,根据计算机显示的谱线及背景轮廓和强度值,选择背景低、信背比高、干扰小的谱线为待测元素分析用谱线。经过样品溶液多次扫描,确定Ge的最佳分析线为265.117 nm。

2.4 背景干扰与扣除

根据ICP-OES计量的结果,Ge 265.117 nm的半峰宽为0.012 nm,考察半峰宽内的元素的干扰情况,样品溶液中Ge的含量水平,研究基体干扰及各元素对Ge谱线的光谱干扰。经定性分析发现,样品中Hf、Nb、Ta、Ru含量在0.1 mg/L以下, 在分析过程中,以波长265.117 nm为分析线对样品进行扫描测定,利用仪器软件提供的独有的多组分光谱拟合(Fitted)技术,自动进行背景矫正扣除基体效应,消除基体干扰。结果表明,在本实验的测定条件下,焊锡基体及其他共存元素对Ge的测定基本没有影响。

2.5 工作曲线

2.6 方法的准确度

为考察本法的准确度,本实验采用加标回收法来验证方法的回收率,以标准溶液的形式加入已知量的锗,按样品相同的分析条件处理、测定,回收率见表1。

2.7 方法的精密度和检出限

在本法测定条件下,对某焊锡厂生产加有锗100 mg/kg含量的焊锡,进行11次平行实验,计算相对标准偏差测试结果见表2。

在最佳操作参数条件下,重复测定空白溶液11次,以空白信号测定值的3倍标准偏差所对应的方法检出限为10 mg/kg。

3 结 论

本文研究了焊锡中锗元素溶样方法的选择、谱线选择、基体及共存元素的干扰情况,焊锡基体不影响测定结果的准确性。采用Varian 710ES轴向 ICP-OES等离子体发射光谱仪测定焊锡中的锗Ge,无需繁琐的化学分析,简便快捷,数据准确可靠,能满足试样测定的需要。

参考文献

[1]张吉坤,何蔼平.现代锗冶金[M].北京:冶金工业出版社,2005:58-113.

[2]罗道军.绿色电子组装技术与案例研究[M].广州:工业和信息化部电子第五研究所,2010:93-101.

[3]幸仁轩.等离子体发射光谱分析[M].北京:化学工业出版社,2005:114-225.

等离子发射光谱仪 第11篇

烧结灰是钢铁烧结过程中产生的一种废弃物, 因其富含Ag元素等具有较高的回收价值。在资源短缺, 能源枯竭, 环境污染日益严重的今天, 尤其是在钢铁企业, 生产过程伴随着大量的各种不同形式的排放物, 由此带来严重的环境负荷, 因此, 发展低碳循环经济科学利用二次资源有着重要意义。

因银的含量是烧结灰定价的重要依据之一, 需要我们能够准确的测定烧结灰中的微量银含量。目前, 对于微量银的测定方法有分光光度法、电化学分析法、化学发光法和荧光光谱法等。由于电感耦合等离子体原子发射光谱法具有分析速度快、时间分布稳定、检出限低、分析范围宽等特点, 因此采用ICP-OES法进行烧结灰中银的测定。

2 实验部分

2.1 主要仪器及工作条件

Optima 5300V型等离子体发射光谱仪, 工作条件见表1。

2.2 主要试剂

(1) 硝酸 (AR级) 、氢氟酸 (AR级) 、高氯酸 (AR级) 、新配制王水、碳酸钙 (AR) ;

(2) 国家一级铜精矿标样;

(3) 高纯铁粉:Fe%>99.99%;

(4) 银标液:GSB04-1712-2004;

(5) 铜标液:GBW (E) 082108;

(6) 铅标液:GBW (E) 082136;

(7) 去离子水。

2.3 实验方法

准确称取0.2000g样品50ml聚四氟乙烯烧杯中, 加少量水润湿;先加入5.0m L的浓HCl, 将样品放置于200℃的电炉上加热蒸干, 取下冷却, 依次加入5.0m LHNO3、10.0m LHF、10.0m LHCl O4, 继续加热至HCl O4白烟冒尽, 放置冷却片刻后, 加入新配制王水35m L, 在电炉上加热至样品全部溶解, 用少量去离子水冲洗杯壁, 低温加热3min;取下烧杯, 冷却后转移至100m L容量瓶定容。

2.4 标准溶液的配置

用银标液绘制:称取高纯铁粉0.1200g+碳酸钙0.0600g七份, 移取适量铜标液和铅标液, 按样品的制备步骤进行实验, 根据含量范围移取银标液所需体积, 分别定容稀释至相应的倍数。按仪器的工作条件进行测定, 绘制工作曲线, 并在同一条件下测定试样溶液中银元素分析线的发光强度。

3 结果与讨论

3.1 分析谱线的选择

在谱线库中选出银元素的分析谱线, 通过比较相对强度、峰值、级次及干扰情况, 选择灵敏度高, 光谱干扰小且光谱干扰易被扣除的谱线作为分析线。分析线波长及背景校正点如表2所示。

3.2 试样前处理方法的选择

实验结果表明, 酸溶法处理试样, 在高氯酸烟冒尽试样全部溶解的前提下, 试样能够很好的溶解, 并被酸浸取。表3分别为酸溶法进行试样前处理的试验结果。

3.3 基体效应与干扰消除

试验结果表明:试液中基体元素 (主要是铁、钙、铜、铅) 对银的测定基本没有影响。所以, 在配制工作曲线时保证标准曲线溶液与待测溶液的基体基本匹配, 即可有效地消除基体干扰, 选择干扰少的谱线和扣除背景的方式来消除光谱干扰。

3.4 方法的检出限

在确定的仪器工作条件下, 按样品分析步骤作试剂空白, 测量试剂空白11次, 以其3倍标准偏差作为方法的理论检出限, 得出检出限为Ag:0.0005%。

3.5 方法准确度和精密度试验

银元素的测定:

用所述方法对国家标样进行Ag元素的测定, 我们选择标准物质编码为GBW07166和GSB04-2710-2011两个铜精矿标准样品进行测定, 测定值见表4。

3.6 标准加入法回收试验

在标准物质和试样中加入不同银标准溶液进行回收试验, 回收率见表5。试验结果显示, 该方法所测的银元素, 其回收率在99~102%之间, 完全满足分析测试的要求, 方法是准确可靠的。

4 结论

用酸熔法处理烧结灰, 然后采用ICP-OES法测定烧结灰中银, 跟其他分析方法相比较, 方法简便快速、数据稳定准确, 解决了其他方法分析周期长、灵敏度低、干扰多、检测范围小等问题, 有效的满足了生产的需要, 现已很好的用于我厂的实际分析检测工作中。

参考文献

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