杂质测定（共9篇）
杂质测定 篇1
润滑油中的机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类,以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。润滑油中机械杂质会破坏油膜,增加磨损,堵塞油过滤器,促进生成积炭等。因此,机械杂质是衡量润滑油质量的关键指标。
在机械杂质测定过程中,通常使用苯或甲苯作为溶剂。苯毒性较高,暴露于空气中很容易扩散,人和动物吸入或皮肤接触大量苯,易引起急性或慢性苯中毒。甲苯可通过皮肤和呼吸道进入人体,对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。且苯及甲苯对环境有严重危害,对空气、水环境及水源可造成污染。为此,本文采用汽油代替苯或甲苯作为溶剂测定润滑油中机械杂质含量,以避免其对分析人员的危害和对环境造成的污染。通过试验证明,该方法准确度及精密度完全满足GB /T511 - 2010石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法的要求。
1 试验部分
1. 1 仪器与试剂
天平( 上海JA1002,梅特勒AL204) ; 烘箱( 上海实验仪器总厂,101A - 2型) ; 真空抽滤装置; 玻砂坩埚( G4) ; 电热板; 水浴锅; 干燥器。
乙醇: 分析纯; 汽油: 93#,使用前用玻砂坩埚抽滤。
1. 2 试验方法
称取混合均匀试样( 100℃运动粘度: 小于20mm2/ s称取100 g; 大于20 mm2/ s称取50 g) 于烧杯中,称准至0. 01 g。
将试样于电热板上加热至40 ~ 60℃,按要求加入93#汽油( 100℃运动粘度: 小于20 mm2/ s加2 ~ 4倍溶剂; 大于20 mm2/ s加4 ~ 6倍溶剂) ,搅拌均匀,趁热过滤试样。试样过滤完后用93#汽油( 加热至40℃左右) 冲洗烧杯及玻砂坩埚2 ~ 3次,每次10 ~ 20 m L。接着,用无水乙醇冲洗烧杯及玻砂坩埚至无油渍。
将坩埚放入105±2℃的烘箱内干燥不少于45 min。然后放入干燥器中冷却30 min,进行称量,称准至0. 000 2 g。重复干燥( 第二次干燥只需30 min) 及称量操作,直至两次连续称量间的差数不超过0. 000 4 g为止。同时做空白试验。
2 结果与讨论
2. 1 样品预热及稀释
由于润滑油用途不同,粘度差异较大,在样品稀释时应酌情处理。例如: L—DAB220 ( 压缩机油) 润滑油稀释时预热温度应适当偏高 ( 60 ~70℃ ) ,一次加入汽油量也应加大; 46 # 汽轮机油等粘度稍小的样品预热温度及溶剂量均可适当降低。试验证明,样品预热稀释后用玻棒搅拌均匀时无明显阻力感即可,如果室温过低或抽滤时间较长,中途应将样品适当加热。
2. 2 过滤洗涤
用汽油洗涤烧杯及坩埚时,需将汽油于水浴锅中加热至40℃左右,强力快速冲洗至无明显油斑。用乙醇洗 涤时,应特别关 注玻砂坩埚,一定要洗涤至坩埚无油渍,否则影响测定结果。
2. 3 精密度试验
选取云天化股份有限公司云峰分公司采购的新油、在用油及回收油按照试验方法,分别连续测定6次,试验结果见表1。
由表1可见,最大极差( R) 为0. 000 3% ,说明采用该方法测定润滑油中机械杂质含量结果精密度较好。
2. 4 准确度试验
采用试验方法和GB /T511 - 2010方法进行对比试验,样品选用云天化股份有限公司云峰分公司采购的新油、在用油及回收油。每个样品分别平行测定3次,所得结果平均值见表2。
由表2可见,本法测定结果与标准方法测定结果间绝对误差远远小于标准允差,说明采用本法测定润滑油中机械杂质含量结果准确度完全满足GB /T511 - 2010要求。
3 结论
采用93#汽油代替苯或甲苯测定润滑油中机械杂质含量,其结果精密度及准确度均满足GB / T511 - 2010要求。在操作过程中避免了苯及甲 苯对人体 的危害,消除了环 境危害因素。同时,试验废液 可回收直 接作为包 裹油使用。
摘要：采用93#汽油代替苯或甲苯作为溶剂测定润滑油中机械杂质含量,精密度及准确度均满足GB/T511-2010的要求。操作过程中避免了苯及甲苯对人体的危害,消除了环境危害因素。
关键词：润滑油,机械杂质,93#汽油,溶剂
杂质测定 篇2
一．目的要求
1.掌握实验中药物特殊杂质的来源和检察原理。
2.掌握高效液相色谱法用于特殊杂质检查及含量测定的方法。
二、实验方法
有关物质取本品，加流动相溶解并稀释制成每1ml中约含1mg的溶液，作为供试品溶液；取地塞米松对照品适量，精密称定，加甲醇溶解并稀释成每1ml中约含1mg的溶液，作为对照品溶液；精密量取供试品溶液与对照品溶液各1ml，置100ml量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液。照含量测定项下的色谱条件，取对照溶液20μl注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使地塞米松磷酸钠色谱峰的峰高为满量程的15%～20%，再精密量取供试品溶液与对照溶液各20μl，分别注入液相色谱仪，记录色谱图至主成分峰保留时间的2倍。供试品溶液色谱图中如有与地塞米松保留时间一致的峰，按外标法以峰面积计算，含量不得超过0.5%；其他单个杂质峰面积不得大于对照溶液中地塞米松磷酸钠峰面积的1/2，其他杂质峰面积的和不得大于对照溶液中地塞米松磷酸钠峰面积的2倍。
【含量测定】照高效液相色谱法（附录V D）测定。
色谱条件与系统适用性试验 用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以三乙胺溶液（取三乙胺7.5ml，加水至1000ml,用磷酸调节pH值至3.0±0.05）－甲醇－乙腈（55：40：5）为流动相；检测波长为242nm.理论板数按地塞米松磷酸钠峰计算一般为7000，地塞米松磷酸钠与地塞米松的分离度应大于4.4。
测定法 取本品适量，精密称定，置50ml量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，精密量取适量，用流动相定量稀释制成每1ml中含40μg的溶液，精密量取20μl注入液相色谱仪，记录色谱图；另取地塞米松磷酸钠对照品适量，精密称定，同法测定。按外标法以峰面积计算，即得。
四、注意事项：
五、思考题：
1.何谓反相高效液相色谱法？其常用的固定相和流动相有哪些？如何选择？
按杂质算工钱 篇3
原来，在舒遵刚的茶叶作坊里，每年到新茶上市时，都会请很多当地的农民为他择茶。择茶是制作普洱茶的一道很重要的工序。如果不把茶叶里面的杂质彻底清除，茶叶本身的味道就彰显不出来，进而影响到茶叶的品质。当时，舒遵刚请人择茶，就是在堆积如山的新茶叶中，将好茶叶挑出来，然后按挑选好的茶叶的重量付工钱。可是，这样一来，一些耍小聪明的工人干活就不认真了，反正是按茶叶的重量计算工钱，对茶叶中的杂质清理得也不会很干净，于是就出现了客户不满的情况。
而这种情况如果不及时改善，就会影响到后来的销售。一天，舒遵刚到择茶点转悠，他脑中突然灵光一闪，想出了一个好办法。
第二天，舒遵刚对择茶的工人们宣布：“从今天起，计算工钱的办法不再是称茶叶的重量，改为称量从茶叶中挑出的杂质的重量，挑出的杂质越多，工钱也就越高。”
这一招，的确很妙。按茶叶量算工钱，清除的杂质越多，收入越少。也就是说，越是下功夫择茶，报酬反而越少，势必会影响到工人的积极性，一些耍小聪明的工人就更不会踏踏实实地干活了。这样还得有人在一旁监工，要不停地提醒工人再细心些、有脏东西没捡干净云云。而舒遵刚结算工钱的办法则是挑出来的杂质越多，工钱就越多。即使没有监工，工人也会很认真自觉地工作。
做一件事，如果按照正常的方法得不到好的效果，我们不妨逆向思维一下，或许问题就会迎刃而解。
杂质测定 篇4
1．1杂质测定方法
按照GB/T 8086-2008《天然生胶杂质含量的测定》将天然橡胶试样在溶解剂中以125℃-130℃加热至溶液均匀，经筛子过滤，将载有杂质的筛子用石油醚洗涤两次，然后在100℃干燥30min，干燥后将筛子和筛余物置于干燥器中冷却及称量。
1．2试样制备
按GB/T 15340-2008的规定制备一块均匀化的天然生胶样品。从均匀化的样品上切取约30g橡胶，将橡胶通过实验室炼胶机冷棍压两次，炼胶机的棍距用铅条调整到0.5mm±0.1mm。立即称取10g-20g试样，精确至0.1g。
1．3操作步骤
将溶剂和塑解剂加入锥形烧杯中，把试样切成条形小块，每块重约1g，逐块放入盛有溶剂的烧杯中。在125℃-130℃加热烧杯及其内盛物，直至获得均匀的溶液。同时用玻璃棒适当搅拌，以防杂质橡胶凝块过热结块炭化。当橡胶完全溶解后(而且溶液是充分流动的)，将热熔液慢慢倾倒入筛子过滤，空筛子先经称量，精确到0.1mg，大部分杂质仍留在烧杯里。用热溶剂洗涤烧杯和留下的杂质，直到橡胶完全除去而大部分杂质仍留在烧杯中。在洗涤操作的最后阶段，将杂质从烧杯中冲洗入筛子内。用玻璃棒将粘在烧杯上的杂质弄松，使杂质能全部冲洗入筛子，然后用热溶剂沿筛壁内外冲洗两圈。载有杂质的筛子用石油醚洗涤两次，然后在100℃干燥30min。干燥后筛网上的杂质除了纤维物质外应是松散的、流动的。将筛子和筛余物置于干燥器中冷却及称量，精确至0.1mg。
2 橡胶杂质测定结果的不确定度分析
2．1数学模型
式中：m0———试样的质量，单位为克(g);
m1———空筛的质量，单位为克(g);
m2———空筛和杂质的质量，单位为克(g)。
2．2不确定来源
从上述数学模型可以看出，橡胶中杂质测定的不确定度来源于试样质量m0、空筛的质量m1和空筛与杂质质量之和m2的不确定度，但上述计算式未能反映溶解、加热、洗涤、干燥和称重过程造成的不确定度，在此应增加杂质测定的重复性项，即用统计的方法评定其不确定度，此项不确定度包含了称重的重复性，溶解、加热和干燥的重复性以及质量恒重的公差等造成的不确定度。
2．3标准不确定度计算
由于数学模型(1)中即涉及积和商，又涉及加和减，根据传递定律，杂质测定的不确定度可表示如下：
2．3．1质量m0、m1和m2的标准不确定度
这三个的标准不确定度都是由天平的不确定度来确定，此天平校准引入的扩展不确定度为0.8mg(校准证书示值)，而扩展不确定度等于标准不确定度乘以2-3的数字因子，则
估计其相对标准不确定度为10%，则其自由度为：
1/(2×0.12)=50
2．3．2杂质测定重复性引入的标准不确定度
取一块胶样，在标准规定的条件下测定10份样品，其杂质含量的结果依次为：0.013%、0.016%、0.014%、0.017%、0.015%、0.014%、0.017%、0.015%、0.014%、0.016%。
由重复性引入的不确定用平均值的标准不确定度表示为：
自由度为9
2．3．3灵敏系数
在本实验取20.0g的橡胶样，杂质含量约为0.015%，则m0=20.0g,
2.4 合成标准不确定度及有效自由度
将上面的数字代入式 (2) 中得:
2．5扩展不确定度
取置信概率P=95%，按有效自由度Veff=9，查t分布表得Kp=2.26
扩展不确定度
3 结语
由以上分析得到此次橡胶杂质试验结果为0.015%时的扩展不确定度为0.24%，标准规定它的最大允许差为0.36%，因而这个测量结果是有效的。
摘要：通过橡胶杂质检测整个过程进行不确定度评定分析, 找出不确定度的来源, 给出此次测定的不确定度评定结果。
关键词：橡胶灰分,不确定度,测量,评定
参考文献
[1]JJF 1059-1999.测量不确定度的评定与表示[S].
[2]GB/T 8086-2008.天然生胶杂质含量的测定[S].
杂质测定 篇5
随着电子工业的快速发展,高纯铜材料在电子工业上的应用越来越广泛,其质量和性能与化学成分密切相关。因此,准确测定高纯铜的各种杂质成分是工业用铜的前提。因此,建立简便、准确的高纯度铜的杂质元素测定方法有一定的实际应用意义。
电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)具有线性范围宽,检测限低,精度高,基体效应小,干扰少,样品溶解后可直接进样,具有同时测定多种元素的优点。ICP-AES在元素分析中比常用的原子吸收光谱等具有相当明显的优越性[1]。
采用ICP-AES法测定高纯铜中主含量及杂质元素,关键在于选择各元素最适当的分析谱线[2]。该法操作简单方便,成本及运转费用低,快速并可同时得到检测波长范围内的全部光谱信息,是高纯铜样品中杂质元素分析的简便、可靠的方法之一。本文采用这种方法对高纯铜样品中10余种杂质元素进行测定,获得较满意的分析结果。
1 实验部分
美国热电公司ICP advantage全谱直读电感耦合等离子发射光谱仪。采用CID电荷注入式检测器,检测器可同时检测165~800nm波长范围内出现的全部谱线;标准分辨率:0.040nm,200nm,中阶梯光栅:54.5条/毫米,同心雾化器,采用侧向采光,由于本方法是多元素测定,从综合考虑,本方法选择仪器通常的工作条件,即雾化器压力2×105 Pa,功率1150W,频率27.12MHz,冷却气流速14L/min,辅助气0.5 L/min。
1.1 实验器皿及试剂
实验所用器皿均为玻璃制品,用酸均为优级纯试剂,工作曲线用标准溶液进行测定。标准溶液为国家标准物质中心的原子吸收使用的单元素标准溶液,实验用水为超纯水,其电阻值在25℃时18MΩ·cm。
1.2 样品的前处理
0.5 g高纯样品置于聚四氟乙烯烧杯中,加浓硝酸0.5 m L,待剧烈反应停止后,移至低温电热板上,加热分解,如反应过程中产生棕黄色烟,应反复补加适量HNO3,加热分解到不产生棕黄色烟为止。取下。稍冷,加入氢氟酸2m L加热煮沸,取下,稍冷。然后再加高氯酸1 m L蒸发至近干,残渣为灰白色,冷却加入硝酸(1+1)1m L和少量去离子水,煮沸溶解残渣,通过0.45 mm孔径的滤膜过滤到50m L的比色管中,用基体定容,待用,同时做空白试液。
1.3 工作曲线用标准溶液的配制
根据样品待测定元素的大致含量范围,以基体匹配方式配制工作曲线用标准溶液(见表1),基体用高纯铜(99.9999%)标准溶液。分析元素为:P,Mn,Fe,Ni,Zn,As,Se,Ag,Cd,Sn,Sb。
2 结果与讨论
2.1 元素谱线的选择
在测定中,遵循低含量元素用灵敏线,高含量元素次灵敏线的原则,从基体干扰和背景校正两方面考虑选出各元素的最佳测定谱线(见表2)。
由于已进行基体匹配,只考虑光谱干扰和背景影响确定分析谱线,选择灵敏度高且无共存元素干扰的谱线作为分析线,本方法所使用的分析谱线(见表2),为提高灵敏度,对多数低含量分析元素采用扣除背景方式进行测定。
2.2 功率的影响
实验结果表明,被测元素随入射功率的增大,对应谱线强度增大,但功率增大,信噪比有所下降。采用较低的功率,对于降低检出限有时是有利的,但是,在低功率时,干扰效应较严重。为减少这种干扰,宜采用较大的功率,但检出限升高。综合考虑,本实验选取功率为1150 W较合适。
2.3 冷却气、辅助气和雾化气优化
冷却气流量主要是根据高频功率的大小来选择的。增大雾化气流量,使样品吸入速率增大,从而进入等离子体中的分析物量增大,使谱线增强。但是,过大的雾化气流量,将使样品稀释,分析物在ICP通道中平均停留时间缩短,温度降低,光谱背景降低,分析物谱线强度也降低,直接影响分析结果。在本实验功率1150W时,较佳的工作条件:雾化器压力2×105Pa,辅助气流量1.5L/min,泵速20rpm,冷却气(Plasma)14L/min,稳定时间30s,重复测定次数为3。
2.4 检测限、回收率和精密度
对空白标准溶液中的分析元素进行10次测定,其标准偏差的3倍所对应的浓度为方法的检出限。通过在高纯铜标品溶液中加入适量杂质元素的标准溶液进行加标回收实验,得到加标回收率(见表3)。
2.5 杂质元素的含量
对实际高纯铜样品的杂质元素进行测定,分析结果(见表3),表3中含量为杂质元素在固体高纯铜中的含量。
3 结论
从上述分析结果,可看出本方法有较低的检出限,精密度5.0%之内,加标回收率在85.9%~105%之间,可满足高纯铜质量分析的要求,是高纯铜样品中多种杂质元素分析的一种简便可行的方法。
参考文献
[1]郑国经.ICP-AES分析法的发展及其在冶金分析上的应用,第十届全国光谱分析学术年会论文集,2000,10
杂质测定 篇6
铅在电气工业中用于制造蓄电池、各种电缆和熔断保险丝。铅板、铅管用作冶金和化工设备防腐的耐酸衬里等, 还可用于制造各种合金和化工颜料;用作原子能和X射线的防护层、防护屏及军事用途。国家标准GB/T 469-2005中规定了铅锭中银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种杂质元素的含量最大值, 目前没有同时快速测定铅锭中8种杂质元素的方法, 现有国家标准GB/T 4103-2000多采用分光光度法和原子吸收光谱法, 均为单元素多次测定的方法, 步骤复杂繁琐, 试剂消耗多、检测周期长。近些年开始广泛应用的电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-AES) 虽然能够同时测量多种元素, 但是仍然存在样品需要溶解处理, 需要配制多种标准溶液等问题。
1 实验研究
1.1 仪器与设备
斯派克公司SPECTRO LAB M9光电直读光谱仪, CZA-4A型催化再生气体净化机, 上海明精机床有限公司C0630型车床, 昆明梅塞尔气体产品有限公司GB/T4842-2006高纯氩气 (Ar≥99.999%) 。
1.2 仪器工作条件
CZA-4A型催化再生气体净化机工作条件:工作压力≤0.6 MPa, 催化塔工作温度250℃, 吸收塔工作温度27℃, 吸收塔再生温度400℃, 再生气体用量500m L/min。
SPECTRO LAB M9光电直读光谱仪工作条件:电压220V, 频率50Hz, 湿度55% (相对湿度) , 温度27℃, 氩气压力0.5MPa, 氩气纯度:O2≤5ppm、N≤20ppm、H2O≤5ppm、CO2+CH4≤5ppm, 氩气流量:激发样品时300L/h、不激发样品时30L/h。
1.3 工作参数
预冲洗时间3s, 预燃时间3s, 曝光时间5s, 如图1所示。
1.4 实验材料
1#驰宏铅锗牌铅锭, 国家标准样品铅锭。
1.5 实验方法
将待测铅锭用车床制备出光洁、平整的待测表面[1], 使用光电直读光谱仪, 测量出铅锭中银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种杂质的含量, 每测一次后更换铅锭上的另一点再次激发, 每个铅锭取四个不同激发点。
2 实验结果
2.1 谱线选择
在光谱分析中, 同一元素有着不同的波长, 每一特定波长的元素只能适应一定的分析范围, 为了满足分析要求, 需要选择合适范围的分析谱线。1#驰宏锌锗牌铅锭中各元素含量范围如表1所示。
光电直读光谱仪内置工作曲线检测范围见表2, 通过标样或者自制标样进行曲线回归, 此检测范围可以扩大。
根据1#驰宏锌锗牌铅锭中各元素含量范围与各波长元素的测量范围确定了银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种元素的确定波长谱线见表3。
2.2 工作曲线
分析元素的工作曲线[2]是光强与含量拟合的曲线, 通过测量已知含量的国家标准样品铅锭的含量, 用强度值作纵坐标, 含量值作横坐标, 依次将这些点用最小二乘法描绘, 制出工作曲线。图2是铋元素的工作曲线。
工作曲线在制作中受电压波动、空气中温度、湿度、氩气等条件影响, 会发生不同程度的漂移。因此, 每次测量样品前, 要用内部质量管理控制样品进行监控。当分析结果出现较大变动时, 应对工作曲线进行漂移校正, 将工作曲线校正到最佳状态再进行测样。
2.3 方法的精密度
用国家标准样品铅锭作为未知样, 在试样表面不同位置测量11次, 测量出各元素的相对标准偏差, 精密度[3]试验结果如表4所示。由表4可以看出, 各元素的11次测量相对标准偏差都在1.64%以内, 说明此方法的精密度结果满意。
2.4 方法的准确度
用此方法测量已知结果的国家标准样品铅锭, 所得结果与标准结果如表5所示。
由表5可以看出, 本法的测试结果与认定值接近程度高, 其准确度结果非常满意。
3 结论
通过试验证明, 采用火花源原子发射光谱法测定铅锭中的8种杂质元素——银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁的含量, 不仅能获得准确的结果, 且具有速度快、成本低等特点。
参考文献
[1]王学军.高铝稀土锌合金的光电直读光谱分析[J].岩矿测试, 2008, 27 (2) :153-154.
[2]钱振彭, 张士通, 黄本立, 等.发射光谱分析[M].北京:冶金工业出版社, 1979.
杂质测定 篇7
光亮镀镍液中的金属杂质在镀件的低电流区或高电流区析出,使镀层发黑、发脆或发花。因此,准确了解镀镍液中杂质的种类及含量具有重要意义。目前,国内外多采用分光光度法、原子吸收法和电化学法[1,2,3,4]测定,在这些方法的测定过程中基体镍和待测元素互相干扰,分析操作繁琐,测定速度慢。电感耦合等离子体质谱(ICP - MS)易于进行多元素分析,检出限低,应用十分广泛[5,6,7],但其在光亮镀镍液中微量元素分析中的应用尚未见报道。本工作采用ICP - MS法,适当选择待测元素同位素来克服质谱干扰,以Sc,Y,Bi作为内标元素补偿基体效应,测定了光亮镀镍液中Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb 8种杂质元素。
1 试 验
1.1 试剂的配制
标准溶液:将Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb标准溶液(1 000 mg/L)混合,再用1%HNO3逐级稀释配成混合标准溶液贮存于聚四氟乙烯瓶中。
内标混合标准溶液:将Sc,Y,Bi标准溶液(1 000 mg/L)混合,再用1%HNO3逐级稀释为50 μg/L。
Ni标准溶液:将99.99%纯镍丝加入硝酸中制成100 mg/mL Ni标准溶液,部分稀释成50 μg/mL。
待测液:准确移取稀释100倍的某电镀厂光亮镀镍液100 mL置于250 mL容量瓶中,用1%HNO3定容。
所有空白溶液、标准溶液、混合标准溶液和待测液都通过仪器在线加入内标溶液。
1.2 试剂的测定
用HP4500 series 300等离子质谱仪测定试剂,单变量法优化的操作参数如下:高频发射功率1 250 W,采样深度7.8 mm,等离子体气流速15.0 L/min,辅助气流速1.0 L/min,雾化气流速0.9 L/min,雾化器为Rabington型,雾化温度3 ℃,样品提取速率0.4 mL/min,采样锥和截取锥均为Ni锥,测量点停留时间0.33 s,测点数/质量为3,重复3次。
2 结果与讨论
2.1 同位素及质谱干扰
由于高浓度基体镍未进行分离,质谱干扰非常复杂。同位素及质谱干扰见表1。由表1可知:质谱干扰主要来自氩气、水、酸及基体所形成的多原子离子的重叠干扰,其中同位素52Cr,56Fe,64Zn干扰严重。消除质谱干扰可用过柱净化、数学校正方程、冷等离子体炬、碰撞反应池和高分辨率质谱等。对此,用EPA200.8方法推荐的干扰校正公式扣除待测同位素不同程度的质谱干扰(HP4500ICP - MS仪器的软件装有EPA200.8标准方法和EPA6020方法的标准干扰校正公式)。
2.2 基体效应
高浓度的基体镍能对待测元素信号产生增强和抑制作用。采用与待测元素质量相近的内标元素可以准确校正基体效应,但不同内标元素对不同质量元素的校正作用不同。图1为采用45Sc,89Y,209Bi 3个常用内标元素对基体镍中不同质量范围的元素测定时的校正作用,通过比较2 h内各元素的6次测定结果在采用内标校正前后的相对标准偏差,为基体镍中痕量元素的测定选择合适的内标元素。由图1可知:采用合适的内标元素能显著减小相对标准偏差(RSD);Mg,Al,Cr,Mn,Fe应采用Sc为内标元素;Cu和Zn应采用Y为内标元素;Pb应采用Bi为内标元素。
2.3 方法的检出限
检出限的计算公式为DL=xB+3σB,其中DL为检出限,xB为平均空白值,σB为空白值标准偏差。在优化的试验条件下,对试剂空白溶液连续测量11次,得到Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb的检出限分别为0.032,0.027,0.340,0.015,0.083,0.041,0.066,0.008 μg/L,8种元素的空白值均低于其各自的检出限。该方法的检出限在0.008～0.340 μg/L,灵敏度高,可满足光亮镀镍液中微量元素分析的要求。
2.4 方法的回收率及相对标准偏差
提取某电镀厂光亮镀镍液,按照上述方法平行测定6次,并进行加标回收,计算相对标准偏差,分析结果见表2。由表2可知:回收率在95.85%～104.38%之间,相对标准偏差(RSD)小于2.43%。
3 结 论
(1)该方法的检出限为0.008～0.340 μg/L,回收率在95.85%～104.38%之间,相对标准偏差小于2.43%。
(2)该方法简便、快速、准确,可满足生产要求。
参考文献
[1]罗道成,刘俊峰.1-偶氮苯-3-(6-甲氧基-2-苯骈噻唑)-三氮烯显色光度法测定镀镍液中微量铜[J].材料保护,2007,40(11):74~75.
[2]张秀香,王旭珍,于丽,等.标准加入原子吸收法连续测定光亮镀镍液中铜、锌、铬、铅、铁杂质的含量[J].电镀与涂饰,2001,20(2):47~49.
[3]严金龙.电镀镍液中锌的导数微分脉冲极谱法测定[J].材料保护,2002,35(10):32~33.
[4]陶建中,王爱荣,荆瑞俊,等.方波溶出伏安法测定镀镍液中的微量铜[J].材料保护,2004,37(12):59~61.
[5]吕超,刘丽萍,董慧茹,等.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术测定水产类膳食中5种砷形态的方法研究[J].分析测试学报,2010,29(5):465~468.
[6]胡净宇,王海舟.电感耦合等离子体质谱法测定高温合金中痕量镉和碲[J].冶金分析,2010,31(2):8~12.
杂质测定 篇8
关键词：ICP-AES,三氯氢硅,杂质
前言
三氯氢硅用途非常广泛,是生产半导体单晶硅和多晶硅的关键原料,其纯度直接影响硅的质量,严格控制三氯氢硅的纯度,降低其中的杂质含量,就成为生产高纯多晶硅和单晶硅产品的关键因素之一。目前国内外有关于硅中杂质测定的报道[1,2],三氯氢硅中杂质测定未见报道,因此,建立三氯氢硅中杂质定量检测方法对其质量严格控制,指导生产工艺,保证产品质量是非常必要的。本文根据三氯氢硅在常温常压下易挥发的特点,采用石墨挥发器利用氮气吹扫达到分离基体、杂质富集的目的。建立三氯氢硅中钙、镁、铜、铁、铝、硼和磷的电感耦合等离子体发射光谱法测定方法。方法具有沾污可能性小、干扰少、精密度高、准确性好的特点。
1 实验部分
1.1 仪器
Varian 725-ES电感耦合等离子体发射光谱仪挥发器(见图1)。
①石墨挥发器;②石墨筛板;③石墨挥发器;④电炉。
1.2 试剂
高纯水:二次离子交换水用亚沸蒸馏器蒸馏提纯后使用。
氢氟酸:高纯氢氟酸再经蒸馏提纯。
硝酸:高纯硝酸经亚沸蒸馏提纯。
甘露醇溶液:0.5%水溶液。
标准溶液:采用国家标准物质研究中心提供的BW系列水质标准溶液,根据需要配制标准系列溶液。
1.3 样品制备
在6个预先洗净、干燥后的50mL铂坩埚内分别加入50g左右三氯氢硅样品,将其放入预先经15min充氮气的石墨挥发器中,在25℃左右温度条件下,通入低流量氮气蒸发试样至干(氮气经1%EDTA和浓硫酸干燥净化,氮气流量最大不得超过1 L/min),取出坩埚,向每个坩埚中加入0.1mL甘露醇溶液,并用滴管移取2.0mLHF酸分次、仔细冲洗坩埚内部,在100℃左右的电热板上蒸至近干,去除残留的二氧化硅,取下冷却,向杯中加入2mL (1+1)硝酸加热至微沸,取下放冷,将其转移到10.0mL的FPA塑料比色管中用高纯水稀释至刻度,摇匀,备用。
1.4 分析条件
最佳仪器条件:通过调试仪器的操作条件,得出最佳工作条件(见表1)。
2 结果与讨论
2.1 酸度的选择
以硝酸为介质,测定不同酸度(1%～20%之间)对各元素谱线强度的影响,结果表明:随着酸度的增大,信号强度变化不是很明显。综合考虑如样品溶解、溶液的稳定、溶液的提升量等因素。本文选用溶液酸度为10%(V/V)。
2.2 元素分析谱线的选择
根据待测元素含量范围,以灵敏度高且共存元素间谱线无干扰为宗旨,参考仪器软件中提供的谱线和光谱干扰信息,选择出2～4条分析线,在选定仪器工作条件下,对含有待测元素的溶液进行测定,选择出灵敏度高、基体及共存元素相互之间干扰小的谱线作为分析线(见表2)。
2.3 共存元素影响
首先对经样品处理步骤后的溶液中的残留硅含量进行测定,测得结果为溶液中残留硅量小于10μg/mL。同时对100μg/mL Ca、Fe、Al和10μg/mL Si、Mg、Cu、B、P对共存元素的影响进行研究,结果表明:100μg/mL Ca、Fe、Al与10μg/mL Si、Mg、Cu、B、P之间基本无相互影响。
2.4 检出限
对样品空白溶液分别进行10次测定,计算标准偏差。以标准偏差的3倍计算该方法的检出限(见表3)。
2.5 分析结果和精密度
对同一样品进行10次平行测定,平均结果及相对标准偏差(见表4)。
2.6 准确度试验
称取一定量样品并按该试验方法进行测定,随同该样品做标准加入回收试验,试验结果(见表5)。
3 结论
通过试验选择出仪器最佳工作条件,建立粗三氯氢硅中杂质的ICP-AES测定方法,方法的检出限、精密度、准确度都能满足要求。实现三氯氢硅中钙、镁、铜、铁、铝、硼和磷量7种杂质元素的同时测定。方法简便可靠,省时省力,沾污可能性小、干扰少、精密度高、准确性好。
参考文献
[1] 黄大亮,胡晓静,欧阳昌俊等.ICP-AES法测定出口工业硅中11种杂质元素,分析试验室,2005,24(11) :61～65
杂质测定 篇9
1 实验部分
1.1 仪器及操作参数
本工作使用电感耦合等离子体质谱仪 (Agilent 7500 Series, USA) , 耐氢氟酸进样系统, 屏蔽炬。优化后的仪器工作状态和操作参数见表1, 表1中的功率、进样深度、载气流量、补偿气流量在每次分析前必须用调谐液优化。
1.2 试剂和标准溶液
电子级高纯氢氟酸 (HF) 和硝酸 (HNO3) 。实验用水为超纯水。
混合标准溶液, 使用国家标准物质研制中心研制的各待测元素Al、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Cr、Ni、Mn的单元素标准储备溶液 (1 000 mg/L) , 逐级稀释配置成各待测杂质质量浓度为10 mg/L的混合标准溶液。使用前再稀释为1.0 μg/mL (1% HF+1% HNO3介质) 。
基体溶液, 用质量分数>99.999 99%的Si配制质量浓度为1 g/L的基体溶液。
内标溶液, 将1 000 mg/L的Be、Y、Rh、In国家标准物质溶液分别逐级稀释配置成质量浓度为10 mg/L的内标溶液 (2% HNO3介质) 。
调谐溶液, 10 ng/mL的Li、Co、Y、Ce、Ti混合标准溶液 (2% HNO3介质) 。
1.3 器皿及工作室
所用器皿为PE、PFA、PTFE等材质, 使用前后用HNO3 (1+49) 和超纯水浸泡, 超纯水清洗。溶样室及仪器间为1 000级超净室。
1.4 试样制备
准确称取30 mg高纯多晶硅于PFA消解罐中, 加2 m l HF和2 ml HNO3, 低温溶解 (<60 ℃) , 待溶解完全后, 取下冷却, 按需要量加入内标溶液后用超纯水稀释到60 ml, 此时溶液基体浓度为500 μg/ml。
2 结果与讨论
2.1 谱干扰和同位素的选择
在ICP-MS中, 同量异位素、多原子离子、氧化物离子、双电荷离子等都可能对分析元素产生质谱干扰, 影响测试的准确性, 应尽量消除。表2给出了各待测元素存在的谱干扰。在排除这些潜在干扰后, 可选择不受干扰或干扰较轻的同位素进行测定, 保证分析结果的准确可靠, 本工作选定的测定同位素见表3。
通过选择最佳质量数尽可能地规避同量异位素的干扰, 确定的最佳质量数见表3。分析前进行的调谐步骤, 是在保证灵敏度的情况下使氧化物CeO/Ce≤1%, 双电荷Ce2+/Ce≤3%, 从而减少氧化物和双电荷的干扰。对24Mg、27Al、40Ca、56Fe等元素测定时, 采用冷焰屏蔽炬模式, 可使多原子离子数量显著降低, 减少对分析元素的干扰。
2.2 基体效应
高浓度的基体元素会导致采样锥的堵塞, 造成信号不规律, 使分析精度变差, 并且通常对分析物响应产生抑制, 妨碍直接测定。大量的Si基体存在会使待测杂质的测定值产生偏差, 基体量越大, 其测定值偏差越严重。文献报道表明各种基体均普遍存在这种效应。分离基体是克服基体抑制效应的有效办法之一, 但前处理复杂、流程长、易沾污等弱点。直接测定方法具有简单、快速等优点。克服基体效应的常用方法有:标准加入法、内标法或基体匹配的外标法。几种办法都能对基体抑制效应起到补偿作用, 一般来说, 在高纯物质纯度分析中, 因高纯、超高纯基体不易获得且价格较贵, 限制了基体匹配法的使用范围, 标准加入法比较麻烦, 只适合于个别的、特殊的样品分析。比较起来内标法简便、易行、效果较佳。
实验考察了内标元素Sc、Y、Rh等对基体抑制效应的补偿作用, 结果见表4。对于中质量数的元素 (60<m/z≤140) 内标Rh的补偿作用明显, 而对于轻质量数的元素 (m/z≤60) , 内标Sc的效果较好。所以, 选择Sc、Rh作为内标元素。对内标加入的质量浓度进行了选择, 结果见表5, 可见内标加入的质量浓度在30～100 μg/L较宽范围内, 均有效地补偿基体抑制效应。但考虑到过大的质量浓度, 会引入新的潜在干扰, 选择50 μg/L为内标Sc、Rh加入的质量浓度。
2.3 加标回收实验
对多晶硅样品做加标回收实验, 结果见表6。元素的回收率在90.0%～107.1%之间。
2.4 样品分析、方法的精密度及检测限
按照本方法测定多晶硅样品11次, 计算测定结果及相对标准偏差, 并进行分析精密度统计, 以考察方法的准确度。连续测样品空白溶液11次, 计算得到方法对固体样品中各元素的检出限 (其标准偏差的3倍) , 结果见表7。可见方法的检出限为0.030～0.500 μg·L-1, 分析精密度为0.9%～3.4%。
3 结束语
本方法不经分离富集可直接测定高纯多晶硅中Al、Fe、Ca、Mg、Cu、Zn、Cr、Ni、Mn等痕量金属杂质, 具有简便、快速、准确的特点, 检出限为0.030～0.500 μg/L, 加标回收率为90.0%～107.1%, 分析精密度为0.9%～3.4%, 能够满足太阳能级多晶硅中杂质元素含量的测定要求。
摘要：研究了电感耦合等离子体质谱法 (ICP-MS) , 测定太阳能级电池用硅材料中Al, Fe, Ca, Mg, Cu, Zn, Cr, Ni和Mn等痕量元素的分析方法。考察测量过程中的质谱干扰及基体元素产生的基体效应, 讨论了可能的消除方法, 考察了内标元素Sc, Y, Rh等对基体抑制效应的补偿。采用Sc和Rh做内标元素补偿基体效应和灵敏度漂移, 在测定中取得良好的效果。样品的加标回收率为90.0%107.1%, 相对标准偏差 (RSD) 0.93.4%, 检出限为0.0300.500μg/L。
关键词：ICP-MS,多晶硅,金属杂质
参考文献
[1]Date A R, Gray A L.电感耦合等离子体质谱分析的应用[M].李金英, 译.北京:原子能出版社, 1998.
[2]贾维斯K E.电感耦合等离子体质谱手册[M].尹明, 译.北京:原子能出版社, 1997.
[3]Robert Thomas.Practical Guide to ICP-MS[M].New-york:Marcel Dekker, 2003.
[4]王小如.电感耦合等离子体质谱应用实例[M].北京:化学工业出版社, 2005.