金属杂质元素测定

金属杂质元素测定（精选8篇）

金属杂质元素测定 篇1

前言

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

[2]孟辉,冯国栋,郇延富等.微波等离子体炬原子发射全谱仪测定粮食中微量金属元素,分析化学,2005,5(33):744~745

金属杂质元素测定 篇2

采用火焰原子吸收光谱法测定了冬凌草全草中的Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、K、Na.结果表明:冬凌草中金属元素铁、锰、锌、钠含量较高.钾、钙和镁分别达到8.987、13.700和2.896 mg/g.回收率为92.5%～105.6%,相对标准偏差(RSD)小于2.5%,该法简单、快速、准确,结果令人满意.

作 者：寇自农 朱靖博 KOU Zi-nong ZHU Jing-bo 作者单位：寇自农,KOU Zi-nong(大连工业大学现代教育技术部,辽宁,大连,116034)

朱靖博,ZHU Jing-bo(大连工业大学生物与食品工程学院,辽宁,大连,116034)

金属杂质元素测定 篇3

【摘 要】 目的：使用原子吸收分光光度法测定10个产地轮叶党参中重金属及有害元素（铅、镉、砷、汞、铜）的残留量。方法 ：样品经微波消解，采用石墨炉法测定铅、镉，采用火焰法测定铜，采用氢化物发生法测定砷，采用冷原子法测定汞。结果：各被测元素均呈良好线性，样品加样回收率为94.7%～100.6%。结论：方法快速、简便、准确；部分产地轮叶党参镉残留量偏高。

【关键词】 轮叶党参；原子吸收分光光度法；重金属及有害元素

【中图分类号】R282.4 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517（2015）13-0010-02

我国由外经贸部制定并颁布的《药用植物及其制剂进出口绿色行业标准》2001年7月1日起正式实施，该标准包括了我国进出口中药材及中成药的重金属限度标准。重金属对中药的污染不容忽视[1-2]，如铅、砷、汞等对生物和人体都有毒害作用，中药材中铅、铜、铬、砷和汞在各国都建立了限定标准。

轮叶党参是桔梗科党参属多年生缠绕性草本植物，又名羊乳、四叶参等，具有补气养阴、润肺生津、消肿排脓以及解毒疗疮之功效。轮叶党参是我国长期出口东南亚的中药材，其质量检查方法应符合国际标准的要求。本文采用《中国药典》2010年版一部附录重金属及有害元素的测定方法测定了10 个不同产地轮叶党参铅（Pb）、铬（Cd）、铜（Cu）、砷（As）和汞（Hg）五种重金属及有害元素的残留量。

1 仪器与材料

岛津AA-6300型原子吸收分光光度仪（附火焰及石墨炉原子化器）；ASC-6100原子吸收自动进样器（日本岛津公司）；CW-1Y自动控温冷却循环水装置；TAS-990原子吸收分光光度计；WHG-103A型流动注射氢化物发生器（北京普析通用公司）；MARS-240/50型微波消解仪（美国CEM公司）。

Pb、Cd、As、Hg、Cu单元素标准溶液，购自国家标准物质研究中心，浓度均为1 mg/ml。

硝酸为超高纯试剂，硫酸和盐酸为优级纯，其余试剂皆为分析纯，水为重蒸水。

2 实验方法及结果

2.1 测定条件 Pb、Cd采用石墨炉法，仪器测定条件见表1，石墨炉参数见表2；Cu采用火焰法，测定条件见表3；As采用氢化物发生法，Hg采用冷原子法，测定条件见表4。

2.2 供试品溶液的制备

2.2.1 供试品母液制备 取待测样品，粉碎成粗粉，精密称取0.5 g，置聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸10 ml，混匀，浸泡过夜；盖好内盖，旋紧外套，置微波消解仪内，按表5中程序消解；消解结束后，自然冷却，转移罐内溶液至锥形瓶中，置加热板上，缓缓加热至红棕色蒸汽挥尽，并继续缓缓浓缩至2～3 ml，放冷，作为供试品母液备用。

2.2.2 测定液制备 用水转移母液至50 ml量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，作为Pb，Cd，Cu测定液。精密吸取Pb测定液10 ml，置25 ml量瓶中，加入25%碘化钾溶液1 ml，10%抗坏血酸溶液1 ml，用盐酸溶液（20→100）定容至刻度，80℃水浴加热3 min，取出放冷，摇匀，作为As测定液。取供试品母液，加入4%硫酸溶液2 ml，5%高锰酸钾溶液0.5 ml，摇匀，滴加5%盐酸羟胺溶液至紫红色恰消失，转入10 ml量瓶中，用4%硫酸溶液洗涤容器，合并洗液于量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，作为Hg测定液。以上各步骤均同法随行制备空白溶液。

2.3 方法学考察

2.3.1 线性关系考察 精密吸取Pb、Cd、Cu、As和Hg的标准溶液按《中国药典》2005年版一部的方法制备系列标准溶液，按上述方法测定，得出各元素的线性回归方程，结果见表6。

2.3.2 精密度试验 取Pb、Cd、Cu、As和Hg浓度分别为40、4、200、8、10 ng/ml的标准溶液，分别连续分析6次，计算吸收值的RSD，结果见表6。

2.3.3 重复性试验 精密称取一份样品5份，分别按照上述方法测定Pb、Cd、Cu、As和Hg的残留量，计算各元素残留量的RSD，结果见表6。

2.3.4 稳定性试验 取“重复性试验”项下Pb、Cd、Cu、As和Hg元素的供试品溶液各1份，分别在0、2、4、8、12、24 h测定，计算吸收值的RSD，结果见表6。

2.3.5 回收率试验 取同一批号样品（No.4） 9份，每份0.25 g，精密称定，平均分成A、B、C 3组，A组加入Pb、Cd和Cu标准溶液，B组加入As标准溶液，C组加入Hg标准溶液，按照供试品溶液制备方法制备，并测定各元素的残留量，测得回收率结果Pb 94.7%、Cd 96.2%、Cu 99.1%、As 98.8%、Hg 100.6%。

2.4 样品测定 按照上述方法测定10个产地的轮叶党参药材中的5种重金属及有害元素，用标准曲线法计算含量，结果见表7。

3 讨论

相对于干法或湿法消解，微波消解效率显著提高，消解更为彻底，消解罐是全密闭的环境，因此待测元素损失少。仅使用硝酸，且用量很低，因此使测定的空白值大幅降低。

本研究属于痕量分析的范畴，试剂及环境中极微量待测元素的存在均可能对试验结果造成很大的影响，因此每次测定，标准品溶液和供试品溶液制备均必须做随行空白，以消除干扰，保证分析结果的可靠。所用试剂及水均应为高纯，使用前检查相关元素的含量应在可接受的范围之内。

《中国药典》2005年版一部中甘草、黄芪等6个品种项下规定了重金属及有害元素的限量标准（Pb不得过百万分之五、Cd不得过千万分之三、As不得过百万分之二、Hg不得过千万分之二、Cu不得过百万分之二十），与我国的《药用植物及其制剂进出口绿色行业标准》的限度相同，与国际上目前对植物药中重金属及有害元素的限量要求基本相当。按此要求，本研究测定的10个批次样品中，Pb、Cd、Cu、As和Hg的测定结果均符合要求，其中Cd的测定结果较高甚至接近限度标准。分析轮叶党参对Cd可能有天然蓄积作用，提示我们需要加强基础调研，结合GAP种植规范的要求，选择和改造种植环境，以达到减毒存效的目的。

参考文献

[1]宗良纲， 李嫦玲， 郭巧生. 中药材中重金属污染及其研究综述[J]. 安徽农业科学， 2006， 34（3）：495-497， 499.

[2]孙楠， 薛健. 中药中重金属测定的研究进展[J]. 中草药， 2005， 36（12）：1907-1909.

金属杂质元素测定 篇4

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.

金属杂质元素测定 篇5

在强酸性溶液中因质子化而可能出现以下两种形式: 上式中R为-AsO3H2或-PO3H2. 目前,在成熟的分析方法中常用的`试剂有偶氮氯膦-pN,偶氮氯膦-mN,偶氮氯膦-mA等几种.

作 者：吴诚 WU Cheng  作者单位：上海材料研究所,上海,200437 刊 名：理化检验-化学分册  ISTIC PKU英文刊名：PHYSICAL TESTING AND CHEMICAL ANALYSIS PART B:CHEMICAL ANALYSIS 年，卷(期)：2007 43(4) 分类号：O65 关键词： 

金属杂质元素测定 篇6

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.

金属杂质元素测定 篇7

1 实验部分

1.1 仪器及主要工作参数:

PE Optima 4100DV型ICP-AES光谱仪:

功率:1300W、载气压力:0.55 Mpa、辅助气流量:0.2 L/min、雾化气流量:0.80 L/min、冷却气流量:15 L/min、溶液提升量:1.5 m L/min。

1.2 主要试剂

1.2.1 HNO3: (1+1) 优级纯

1.2.2 锌基体储备液:50 mg/m L

1.2.3 Ti、Fe、Al标液:100 ug/m L

1.2.4 Pb、Cd、Mg标液:10 ug/m L

1.3 标准曲线

1.4 实验方法

称取0.2500 g锌合金试样于100 m L高型烧杯中, 加5 m L (1+1) HNO3溶解试样, 待试样剧烈反应完毕, 将其放至电炉上加热煮沸1-2分钟, 除尽氮氧化物, 取下冷却至室温, 将溶液转移至25 m L容量瓶中定容、摇匀, 上ICP测定。

2 结果与讨论

2.1 基体干扰

锌是样品中的主要成分, 试验表明Zn 10 mg/m L对待测元素未产生显著性的干扰, 见表1。

2.1 分析线的选择

综合考察了推荐的各分析谱线峰值、基本背景干扰、稳定性和检出限等情况, 选择了各元素的分析线波长。

波长nm:Pb 283.306;Cd 228.802;Mg 285.213

Fe 259.939;Al 394.401 Ti334.940

2.2 溶液酸度的影响:

试验了2%、4%、6%、8%HNO3溶液浓度对各元素谱线强度的影响, 各分析证明:谱线强度随HNO3浓度的增大略有降低, 但对结果影响很微。溶液存放1-2天的稳定性试验:当HNO3浓度<4%时溶液存放24小时后Al、Ti等元素不稳定, 工作曲线线性差, 结果波动较大, 故选择6%的HNO3酸度测定。

2.3 工作曲线的线性相关情况

用表1配制的混合标准系列上机测定, 经仪器内部计算系统统计, 给出各元素的工作曲线的线性相关情况如下表。

2.4 回收率及相对标准偏差

在选定条件下, 各元素标准加入测其回收率和相对标准偏差见表4, 表明本法测定有较好的精密度。

2.5 不同方法的测定结果

在选定的试验条件下, 选择一批次本厂的锌合金采用化学分析方法和原子吸收方法与ICP测定结果进行对比, 测定结果见表5。

2.6 标样测定结果

在选定的实验条件下, 本方法与标准样品的结果对比情况见表6。

3 结束语

应用ICP-AES测定锌合金中的6种杂质元素操作简便, 结果准确, 精密度良好, 适用于锌合金中杂质元素的测定。

摘要：HNO3溶解试样, ICP-AES直接测定锌及锌合金中微, 痕量Ti、Mg、Fe、Pb、Cd, Al等杂质元素。通过对溶液酸度, 锌基体影响等进行了试验, 结果表明方法回收率≥90%, RSD2.5%, 多年在生产中广泛应用, 方法快速、简便、基体干扰小, 结果准确。

关键词：ICP-AES,锌,锌合金,杂质元素

参考文献

金属杂质元素测定 篇8

关键词：分析化学,双(乙腈)二氯化钯,杂质元素,ICP-AES

双(乙腈)二氯化钯在催化行业中用途广泛。双(乙腈)二氯化钯的纯度直接影响产品的使用性能及加工工艺。在催化剂双(乙腈)二氯化钯(Ⅱ)和Ag OCOCF3存在条件下,N-肉桂酰苯胺类可以得到3-亚烷基羟吲哚。该法可被广泛用于合成天然产物和医药试剂。研究人员使用美国珀金埃尔默有限公司Optima8000型电感耦合等离子体原子发射光谱仪对铂、钯、铑等化合物中杂质元素做了分析测定研究。研究认为,完全能满足双(乙腈)二氯化钯中无机杂质元素测定要求,并且具有锗多优点。一是不需要用钯基体配制标样,大大节约分析成本;二是标准杂质溶液配制简单,周期短,不易污染;三是样品易处理,分析周期短,大大提高分析效率,提高准确度。目前电感耦合等离子体发射光谱法已广泛应用于钯化合物中杂质元素的测定[1,2,3,4]。

1 实验部分

1.1 试剂

盐酸(ρ1.19 g/m L);

硝酸(ρ1.42 g/m L);

高氯酸(质量分数70%~72%);

盐酸(1+1);

硝酸(1+1);

盐酸(1+9);

混合酸:以1体积硝酸、3体积盐酸和4体积水混合均匀;

在分析中仅使用优级纯或更高纯度的试剂和二次蒸馏水(电阻率≧18.2 MΩ/cm)或相当纯度的水。

1.2 金标准贮存溶液

称取0.1 000 g金属金(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L盐酸,6 m L硝酸,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg金。

1.3 铂标准溶液

称取0.1 000 g高纯铂(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L混合酸,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg铂。

1.4 铑标准贮存溶液

称取0.3593g氯铑酸铵(光谱纯,分子式为(NH4)3Rh Cl3)于100m L烧杯中,加入20m L盐酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,冷却至室温,移入100m L容量瓶中,用盐酸溶液稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1000μg铑。

1.5 铅标准贮存溶液

称取0.1 000 g金属铅(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L硝酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg铅。

1.6 铜标准贮存溶液

称取0.1000g金属铜(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L硝酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg铜。

1.7 镍标准贮存溶液

称取0.1 000 g金属镍(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L硝酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg镍。

1.8 铁标准贮存溶液

称取0.1 000 g金属铁粉(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L硝酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg铁。

1.9 铬标准贮存溶液

称取0.2 829 g重铬酸钾(基准试剂,于100~105℃烘1 h),置于100 m L烧杯中,加入20 m L盐酸溶液,低温加热溶解,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1000μg铬。

1.1 0 镉标准贮存溶液

称取0.1 000 g金属镉(质量分数≥99.99%)于100 m L烧杯中,加入20 m L硝酸溶液,盖上表面皿,低温加热溶解,挥发氮的氧化物,冷却至室温,移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含1 000μg镉。

1.1 1 金、铂、铑、铅、铜、镍、铁、铬、镉混合标准溶液

分别移取5.00 m L金、铂、铑、铅、铜、镍、铁、铬、镉标准贮存溶液于100 m L容量瓶中,加入盐酸溶液(1.1.4)稀释至刻度,混匀。此溶液1 m L含金、铂、铑、铅、铜、镍、铁、铬、镉各50μg。

1.1 2 氩气

氩气质量分数≥99.99%。

1.2仪器

实验仪器为电感耦合等离子体原子发射光谱仪。

光源为氩气等离子体光源,发生器最大输出功率不小于1.3 k W;

200 nm左右时的光学分辨率优于0.010 nm;400 nm左右时的光学分辨率优于0.020 nm。

仪器精密度(RSD)≤0.5%;

仪器4 h内稳定性(RSD)≤2.0%。

1.3分析步骤

称取0.50 g试样(样品储存于密闭容器内,用时现称),精确至0.0 001 g,独立进行两次测定,取其平均值。

将试料置于200 m L烧杯中,加入15 m L盐酸和5m L硝酸,低温加热溶解,加入6 m L高氯酸,挥发氮的氧化物,待烧杯底部冒大量白烟时取下烧杯,冷却至室温,加入5 m L盐酸,煮沸,冷却至室温。然后转入100 m L容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。随同试料做空白试验。

分别移取0.00 m L、1.00 m L、2.00 m L、4.00 m L、10.00 m L标准溶液置于100 m L的容量瓶中,加入5 m L盐酸,以水稀释至刻度,混匀。

1.4测定

将制备的试料溶液和标准溶液用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定。

各元素的检测波长见表1。

nm

根据各杂质元素标准溶液的质量浓度(横坐标)和相对应的发射峰强度(纵坐标)由计算机处理得到工作曲线方程。曲线方程的相关系数不小于0.999。

1.5分析结果计算

被测杂质元素的质量分数w(x)的计算公式如下(数值以%表示)。

式中:X———待测元素(铅、镍、铜、镉、铬、铂、金、铑、铱);

ρ———试料溶液中被测元素的质量浓度,(μg/m L);

ρ0———空白试液中被测元素的质量浓度,(μg/m L);

V———待测试液的体积,(m L);

m———试料质量,(g)。

分析结果表示至小数点后4位。

2 结果与讨论

2.1 酸度的影响

由于双乙腈二氯化钯中的杂质元素含量很低,酸的加入量对部分元素的测定有影响,因此溶解试料时需定量加入,同时做样品空白。

2.2 测量参数的优化

采用配制好的混合标准溶液,进行了发射器功率、观测方式、载气流量、雾化气流量、辅助气流量的优化试验。实验表明,低发射器功率时,各元素的强度均降低很多,但稳定性较好。随着功率的增大,谱线强度增大,但背景也随之增高。为了提高元素灵敏度,选择较高的功率。雾化器流量减少,各元素强度普遍增加,但稳定性变差;由于试样中所含杂质含量比较低,所以采用轴向的观测方法进行测定。载气流量过大,会影响元素的激发,会降低灵敏度;辅助气流量对测量影响不大。

仪器工作参数见表2。

2.3 基体干扰试验

由于钯的谱线非常丰富,测量环境中存在的大量钯所辐射的强度会覆盖待测元素的谱线强度,因而对待测元素的测定造成干扰。

配制浓度分别为4 mg/m L、2 mg/m L、0.5 mg/m L钯标准基体并含待测元素浓度为1.00μg/m L的混合溶液,测定各元素的浓度。

钯基体对杂质元素测定的影响见表3。

由表3可知,对这9个杂质元素的测定均有不同程度的干扰,但随着钯的浓度增大,谱线的强度逐渐增强,对杂质元素的影响也逐渐增强。所以在实验中应尽量降低基体的浓度,但是取样量应该具有代表性,综合考虑钯的浓度选择2 mg/m L较为合适。

2.4 方法的检出限

用空白溶液连续测定11次,测定结果的3倍标准偏差所对应的浓度值即为检出限。

本方法测得的检出限见表4。

2.5 加标回收率

为了防止样品元素的互相干扰,分3组进行回收率试验。每组分别称取0.5 g双乙腈二氯化钯于250 m L烧杯中,按照试料溶解方法处理,然后加入杂质元素溶液,同时作空白溶液。

各元素回收率的测定结果见表5。

2.6 精密度

由于杂质元素含量很低,部分元素低于方法的检出限,因此对元素做了加标,并进行精密度试验。称取0.5 g双乙腈二氯化钯于250 m L烧杯中,按照试料溶解方法处理,转移至100 m L容量瓶中,然后分别加入适量铂、铑、金、铜、铁、铅、镍、镉、铬标准溶液。

μg/m L

精密度测定结果见表6(测量值以元素的质量百分比表示)。

3 结论

所用试料经硝酸和高氯酸溶解,在稀酸介质及电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的条件下,测定试液中铅、镍、铜、镉、铬、铁、铂、金和铑量的质量浓度,并计算试料中铅、镍、铜、镉、铬、铁、铂、金和铑量的量。方法的回收率为91.15%~102.7%,方法的相对标准偏差(RSD)为0.69%~8.33%,同时测定9种杂质元素。试验证明,本方法简便、有效、准确度较高,适用于双乙腈二氯化钯中的杂质元素含量的检测。

参考文献

[1] FANGW,HUOWM,WANGYJ,etal.Determinationofimpurities in Rh Cl3 by ICP-AES[J].Precious metals,2008,29(2):34-37.

[2] LI G L,GAN J Z,MA Y,et al.Determination of nineteen impurity elements in rhodium powder by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with multicomponent spectral fitting correction[J].Metallurgical analysis,2014,34(5):35-403.

[3] 万益娟.ICP-AES法同时测定阴极铜中杂质元素[J].理化检验-化学分册,2006,42(6):481-481.