ICP-AES光谱法（共9篇）
ICP-AES光谱法 篇1
摘要：试验了锰基体对硒测定的干扰情况,对仪器的测定参数进行优化,采用稀硝酸溶解电解锰,基体匹配消除锰对测定的影响,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)快速测定电解锰中硒的含量,与GB/T 86654.6-88盐酸联胺-碘量法进行比对,结果吻合,并且进行了加标回收试验,回收率为97%～105%,方法精度为2.5%～7.23%,检测下限0.0261μg.mL-1。
关键词：硒,基体匹配,ICP-AES,电解金属锰
随着科学技术的发展和生产力水平的提高,电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点,已经广泛运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。广西锰矿保有储量为2.23亿t,占全国38.5%,锰矿资源居全国第一位。最近几年广西的电解金属锰业发展迅速,电解金属锰的产量和出口在国内占据着很重要的地位,因此对电解金属锰的快速检测也提出了更高的要求。在《YB/T 051-2003电解金属锰》中,按锰和杂质含量的不同将电解金属锰分为4个牌号,其中硒的含量是很重要的一个指标。
对电解金属锰中硒的测定方法有很多,如碘量法、催化极谱法、石墨炉原子吸收法、ICP-AES法、原子荧光法等等。《YB/T 051-2003电解金属锰》中规定的高碘酸钾催化极谱法,以及GB/T 8654.6-88盐酸联氨-碘量法对硒的测定,操作过程都比较繁杂,无法满足实际工作中快速分析的要求。在《SN/T1427-2004》[1]中也只有对金属锰中硅、铁、磷含量的测定。赵刚军[2]、方红、杨晓兵[3]都提出采用电感耦合等离子体发射光谱法测定硒的含量,都用到了硫酸溶样,该方法溶样时间过长,还必须有已知值的样品做工作曲线。仪器方面,目前检测所用的电感耦合等离子体原子发射光谱仪比起以前的已经有了很大改进,具有更高的灵敏度、精密度,工作曲线线性范围更宽,检测速度也更快[4~6]。在本方法中我们试验了锰基体对硒测定的干扰情况,对仪器的测定参数进行优化,采用稀硝酸快速溶解样品,基体匹配消除锰基体的干扰,然后在电感耦合等离子体发射光谱仪上测定,并与GB/T 8654.6-88盐酸联氨-碘量法进行比对,结果稳定可信,同时还对样品进行了加标回收试验,回收率为97.55%~104.7%。
1 实验部分
1.1 试剂及标准溶液
硝酸(ρ=1.42g·mL-1,优级纯),硝酸(1+1),高纯锰(质量分数>99.99%),硒标准溶液(国家钢铁材料测试中心、钢铁研究总院的ICP-AES标准溶液,稀释成100μg·mL-1的储备液),氩气(>99.99%),实验用水为去离子水,经石英亚沸处理。
1.2 仪器
IRIS IntrepidⅡ全谱直读等离子体发射光谱仪,震荡频率为27.12MHz,玻璃旋流雾室,石英炬管,高盐玻璃同心雾化器,垂直观测。ICP仪器工作条件如下:RF功率:1352W,辅助气流:0.5L·min-1,泵速:130r·min-1,雾化器压力:15.0PSI,样品冲洗时间:20s,短波积分时间:10s。
1.3 工作曲线
准确称取0.4000g高纯锰5份于5个150m L烧杯中,加入10m L硝酸,置于电热板上加热,完全溶解后再加热至沸腾,取下吹水,冷却至室温,分别移入5个100m L容量瓶,按表1分别加入硒标准溶液,水稀释至刻度,混匀。
等离子炬稳定15min后,对所配制的工作曲线进行测定,计算机绘制校准曲线,相关系数大于0.9995。
1.4 试料处理
准确称取0.4000g试料于150mL烧杯中,加入10mL硝酸,置于电热板上加热,完全溶解后再加热至沸腾,取下吹水,冷却至室温,分别移入100mL容量瓶水稀释至刻度,混匀。按试验条件用仪器测定。称取与试料相同量的高纯锰,随同试料做空白试验。
2 结果与讨论
2.1 分析谱线的选择
在ICP的分析中,光谱干扰即元素谱线间的重叠、相互影响会带来干扰,分析应尽可能选择检出限低,灵敏度高,干扰元素少,干扰程度低,线性范围宽的谱线,而且分析谱线的选择直接影响到测定结果的准确性以及测定方法的可信度。在本方法选择硒的谱线为196.090{171}nm。
2.2 锰基体干扰试验
分别准确称取0.10、0.20、0.30、0.40g高纯锰于4个150mL烧杯中,加入10mL硝酸,置于电热板上加热,完全溶解后再加热至沸腾,取下吹水,冷却至室温,分别移入4个100mL容量瓶,分别加入硒标准溶液,使硒含量为5.0μg·mL-1,水稀释至刻度,混匀。另配制1份没有加入高纯锰,硒含量为5.0μg·mL-1的溶液,按试验条件用仪器测定其强度值(Cts/S)。结果见表2。
由表2可见,同是硒含量为5.0μg·mL-1的5份溶液,强度值随锰基体含量的增加而增大,因此在测定中必须考虑到锰基体带来的正干扰,在本方法中我们采用了基体匹配,即在工作曲线系列中加入等量的高纯锰,采用相同的溶解酸,相同的酸度,以消除基体带来的干扰。
2.3 仪器条件的选择
对于电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES),RF功率、分析泵速、雾化器流量是影响仪器灵敏度最大、最主要的3个参数,这3个仪器条件参数的选择会影响到方法的检出限、准确性和稳定性。
2.3.1 RF功率的选择
改变仪器的RF功率,将1.3的工作曲线中的第5点(5.0μg·m L-1)溶液在不同RF功率下测定其强度值(Cts/S),结果见表3。由表3可见,仪器的RF功率我们选择1352W。
2.3.2 分析泵速的选择
改变仪器的分析泵速,将1.3的工作曲线中的第5点(5.0μg·mL-1)溶液在不同分析泵速下测定,结果见表4。
由表4可见,改变仪器的分析泵速对同一溶液测定的强度值(Cts/S)影响不是很大,因此选择常用的130r·min-1。
2.3.3 雾化器流量
改变仪器的雾化器流量,将1.3的工作曲线中的第4点(5.0μg·m L-1)溶液在不同的雾化器流量下测定其强度值(Cts/S),结果见表5。由表5可见,仪器的雾化器流量选择15.0PSI。
2.4 方法的检出限
测定完工作曲线后,对空白溶液连续进行11次测定,测定结果的标准偏差的3倍作为分析方法的检出限。本方法的检出限为0.0261μg·m L-1。
2.5 方法的准确度和精密度
为了验证分析方法的准确度,我们选用了3个硒含量不同的电解金属锰样品,分别按本方法进行了6次测定,结果与GB/T 8654.6-88盐酸联氨-碘量法进行比对,并且分别对这3个电解金属锰样品做了加标回收试验,结果见表6及表7。
由表7可见,采用本方法测定的样品值与GB/T 8654.6-88盐酸联氨-碘量法相比,结果吻合,加标回收率为97.55%~104.7%,方法的精密度为2.5%~7.32%。
3 结论
采用稀硝酸溶解电解金属锰,然后在电解耦合等离子体发射光谱仪上测定硒的含量,快速简便,结果准确,已经被运用于实际检测中。
参考文献
[1]SN/T1427-2004金属锰中硅、铁、磷含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[S].
[2]赵刚军.ICP-AES法同时测定电解金属锰中的硅、铁、硒、磷[J].光谱实验室,1996,13(6):24-27.
[3]方红,杨晓兵.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电解锰中硒、铁、硅[J].光谱学与光谱分析,2001,21(3):373-376.
[4]李亨.电感耦合等离子体发射光谱法测定金属锰中硅磷铁[J].冶金分析,2011,31(2):60-62.
[5]聂西度,李立波,谢华林.电感耦合等离子体质谱法测定电解金属锰中痕量元素[J].冶金分析,2011,31(9):42-46.
[6]唐锦坤,赵师雄,聂丹,等.硝酸溶样法分析电解金属锰中的磷、硅、硒[J].广西轻工业,2011,(8):50-51.
ICP-AES光谱法 篇2
ICP-AES法测定封严涂层中BN含量
采用IC-AES法测定了封严涂层中的BN,并对样品的溶解方法、仪器工作参数、光谱干扰等进行了研究.方法的相对标准偏差＜2%(n=10),加标回收率在95%以上.方法简便、可靠,结果令人满意.
作 者：闫秀芬 王泽鸿 作者单位：沈阳黎明航空发动机集团公司,沈阳,110043 刊 名：材料工程 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF MATERIALS ENGINEERING 年，卷(期)： “”(12) 分类号：O657.31 关键词：ICP-AES 封严涂层 BNICP-AES光谱法 篇3
1 实验部分
1.1 仪器及工作参数
Thermo IntrepidⅡXSP型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪,震荡频率为27.12MHz,玻璃旋流雾室,可拆卸石英炬管,高盐玻璃同心雾化器,垂直观测,中阶梯光栅,CID检测器。仪器工作参数:RF功率:1150W,辅助气流:0.5L·min-1,泵速:130r·min-1,雾化器压力:1.723MPa,样品冲洗时间:20s,积分时间:15s。
1.2 试剂及标准溶液
实验所用水均为去离子水经石英亚沸蒸馏器处理过的亚沸水。
1.42 g·mL-1硝酸(优级纯),1.19 g·mL-1盐酸(优级纯),1+1硝酸,1+1盐酸。高纯五氧化二钒基准物(V2O5≥99.99%),1000μg·mL-1的砷、铁、硫、磷、钾、钠、钙、镁、锰、钛标准溶液,稀释成100μg·mL-1标准贮备液。氩气(≥99.99%)。
1.3 标准系列的配制
准确称取0.5000g高纯五氧化二钒5份于5个100mL聚四氟乙烯烧杯中,吹少量水润湿,加入5mL硝酸,置于电热板上低温加热至分解几乎完全,取下,稍冷后,慢慢加入15mL盐酸,摇匀后重新置于电热板上低温加热至完全分解,取下,吹水冷却至室温后,移入编号为1~5的100mL容量瓶后,分别往这5个容量瓶中准确移取表1所给各元素浓度的标准溶液,用水稀释至刻度,摇匀,用于工作曲线的绘制。
/μg·mL-1
将仪器预热至少1h后,开启点火键,仪器成功点火后,用去离子水冲洗,待等离子体稳定15min后,将上述配制的标准系列由低到高浓度通过蠕动泵导入等离子体焰中,计算机绘制各元素工作曲线,相关系数要求≥0.9995。
1.4 样品处理
准确称取0.5000g样品于100mL聚四氟乙烯烧杯中,吹少许水润湿样品,加入5mL硝酸,置于电热板上低温加热至样品分解几乎完全,取下,稍冷后,慢慢加入15mL盐酸,摇匀后重新置于电热板上低温加热至样品完全分解,取下,吹水冷却至室温后,移入100mL的容量瓶中稀释至刻度,摇匀,待测。对同一样品应独立测定2次。
称取0.5000g高纯五氧化二钒,按上述样品处理相同方法溶解,随同样品做空白试验。
2 结果和讨论
2.1 分析谱线选择
由于ICP光源激发能量很高,会发射大量的谱线,每种元素的谱线都会受到不同程度的干扰,所以谱线的选择要以干扰少、无重叠、高灵敏度为原则来进行[3]。按照这一原则并结合仪器本身的分辨率,先从仪器谱线库中选择2~3条较高灵敏度的谱线,将配制好的混合标准溶液进行扫描绘制工作曲线,再对5.0μg·mL-1的纯金属钒标准溶液及1.0μg·mL-1每一待测元素的单元素溶液进行扫描,逐一观察各单元素谱线谱图形状,最终对样品中每种待测元素谱线选择见表2。
2.2 干扰排除
在等离子体发射光谱分析中,主要有化学干扰、光谱干扰、物理因素的干扰、电离干扰与基体效应干扰。其中化学干扰很少,可以忽略;光谱干扰主要考虑谱线干扰,在上述分析谱线的选择讨论中,根据谱线选择原则选出了每一待测元素最佳分析谱线,避开了谱线干扰,而背景干扰可将仪器处于最优化条件下使用减小,并可通过仪器操作软件找出最佳背景扣除点自动背景扣除;物理因素干扰主要包括酸度、试剂等的影响,在酸度上本实验严格控制酸度10%以下,随同试验做标准空白及样品空白,保证所加试剂一致,基本上可将酸度影响及试剂影响减少到最低;电离干扰与基体效应干扰主要考虑基体干扰,基体效应是影响高纯物质中杂质元素测定准确度的关键因素,由于ICP具有良好的检出能力,当分析溶液总盐量保持在1mg·mL-1左右,在此稀溶液中基体效应往往是无足轻重的,当基体物质的浓度达到几mg·mL-1时,则不能对基体效应完全置之不顾。为证明钒基体对杂质元素测定有影响,本实验将混合标准溶液进行扫描绘制工作曲线,然后对1.014mg·mL-1、2.028mg·mL-1、3.910mg·mL-1的同一五氧化二钒试样溶液进行测定,结果发现随钒基体含量增加,基体效应也显著很多。目前克服基体效应可通过基体匹配、标准加入法、分离基体、内标法等,本实验采用基体匹配消除基体影响。
2.3 方法检出限
将配制好的混合标准溶液扫描绘制工作曲线,对空白溶液连续测定11次,以测定结果标准偏差的3倍相对应的浓度值计算各待测元素的方法检出限,结果见表3。
2.4 方法精密度及加标回收率
为验证本方法准确性及精密度,试验选用2个未知样品按本方法进行连续测定4次,同时将所得结果与其他分析方法进行比对,其中As、Fe、S、P采用YB/T 4200-2009方法,K、Na、Ca、Mg、Mn、Ti采用原子吸收相关方法,所得结果列于表4。同时还进一步对这2个未知样品进行加标回收率试验,结果见表5。
从表4、表5中得出,采用本方法对高纯五氧化二钒产品中杂质元素含量测定结果与其他传统分析方法相比,结果基本一致,方法的精密度为0.73%~3.87%,加标回收率在94.7%~104.2%之间。
3 结论
目前行业标准YB/T 5304-2006按五氧化二钒用途及品位只做出了3个牌号及化学成分规定,而且也只有行标YB/T4200-2009对五氧化二钒进行多元素光谱测定,本方法根据实验室中长期分析测定五氧化二钒产品经验,并结合了目前五氧化二钒杂质元素含量测定的其他分析方法,结果表明,本方法具有准确、可靠、检出限低等优点,能够满足日常分析及生产监控需要。
参考文献
[1]冯其明,何东升.国内外金属矿山低品位矿选矿新技术进展——以铝、铜、镍、钒为例[J].金属矿山,2008(S1):51-62.
[2]YB/T5304-2006,五氧化二钒[S].
ICP-AES光谱法 篇4
采用微波消解技术-电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定酸浆、毛酸浆中Ni,Mn,Ti,Cu,B,Ba,Fe,Zn,Na,Ca,Mg和K等多种微量元素的含量.实验结果显示,用HNO3-H2O2为消解液微波消解处理样品,方法RSD值均在5%以下,加标回收率93%～106%;在优化实验条件下,各元素互不干扰,可实现多元素的同时测定;酸浆和毛酸浆中微量元素含量有所不同;测定结果为更好的开发和利用酸浆、毛酸浆资源提供了理论依据.
作 者：陈萍 穆文娟 王建刚 CHEN Ping MU Wen-juan WANG Jian-gang 作者单位：陈萍,穆文娟,CHEN Ping,MU Wen-juan(吉林化工学院化学与制药工程学院,吉林,吉林,132022)
王建刚,WANG Jian-gang(吉林化工学院分析测试中心,吉林,吉林,132022)
ICP-AES光谱法 篇5
不锈钢中存在许多种微量元素, 这些元素的存在对不锈钢的性质和质量有着非常大的影响。另外, 在不锈钢中添加某些微量元素, 能够优化不锈钢的一些性能, 使其更满足使用要求。例如, 在不锈钢中添加钛元素, 能够提高不锈钢的硬度, 并且还能够将晶粒细化, 从而降低其冷脆性, 还能提高其耐腐蚀性。如果要想降低钢的过热敏感性和回火脆性, 添加铌或者钒能得到很好的效果。
但是, 这些微量元素在不锈钢中的存在量很少, 这也就为其量的测定带来一定困难。过去, 一直采用传统化学滴定法、分光光度法等方法对不锈钢中元素进行测定, 但是这些方法耗时长, 测定流程繁杂, 使用试剂繁多, 因此效率很低。近些年, 电感耦合等离子体发射光谱法 (Inductively coupled plasma atomic emission spectr ometr y.ICP-AES) 应用于不锈钢中元素的测定越来越广泛, 实验表明, 此方法耗时短、准确度高, 灵敏度高, 检出限低, 检测范围宽泛, 并且能够同时测定多种元素, 节约了大量人力物力, 是一种应用前景十分广泛的方法。
一、ICP-AES法在测定不锈钢中元素上的应用
目前, 现代仪器分析技术飞速发展, 在金属材料分析检测中, 原子发射光谱已经占有了很重要的地位。其中ICP-AES技术在不锈钢中元素检测中应用已经比较成熟。据统计, ICP-AES能够测定出不锈钢中五十多种元素进行测定。
西北工业集团的鲁妙勤, 王丽萍等人通过试验建立了利用电感耦合等离子体原子发生光谱仪测定不锈钢中的镍、铬、钼等十四种元素的分析方法。试验研究了利用不同的酸分解样品产生的效果, 并且确定了样品的最佳溶解方法、仪器工作参数以及元素的分析谱线。其试验的回收率在96.5%-102.7, 相对标准偏差在0.6%-1.5%, 基本满足测试的要求, 为其实际应用提供了有利的指导。
中国第一重型机械集团大连加氢反应器制造有限公司的李千工程师对ICP-AES法测定不锈钢中的锰的不确定度进行了评定。李千根据不确定度的评定方法对各不确定度分量进行了计算, 结果表明利用此法测定锰时的不确定度来源主要是试样的称量、测量重复性、标准溶液的配置、工作曲线的拟合以及各种玻璃量器的使用等。其中, 工作曲线拟合和系列标准溶液的配置对总不确定度的影响最大, 因此试验过程中药严格控制标准溶液的配置过程, 建立合理的工作曲线范围, 这样才能保证检测结构的准确性。
国家仪表功能材料工程技术研究中心的刘虹、杨胜喜等用ICP-AES法同时测定了不锈钢中的铬、镍、钛、硅、锰、磷、铜、钼。通过控制ICP的条件参数, 确定了各元素的测定谱线, 并通过试验对元素工存干扰进行了研究。实验验证了此测定方法相对于传统的化学检验法来说具有更高的准确度和精密度, 并且简便快捷, 在实际分析中有很高的应用价值。
三、ICP-AES测定不锈钢中元素中存在的问题
ICP-AES测定不锈钢中元素存在许多传统方法无可比拟的优势, 也存在许多亟待解决的难题。
1. 样品的溶解
在不锈钢中存在许多以镍、铬为主的合金元素, 这其中有许多元素溶解性是极差的, 例如铌、钒、钛等。酸能够加强许多元素的溶解性, 因此为了更好的溶解样品, 在测定之前要用一些粘度较高的磷酸、硫酸等强酸对样品进行处理。另外。铬元素在溶解之后会使溶液的粘度变大, 这样粘度高的样品会影响到样品雾化的效率, 会造成较大的检出限值。在利用ICP-AES测定铌元素的样品时, 要用氢氟酸溶解试样, 因为铌在硝酸、盐酸等酸中的溶解度差。单氢氟酸极易挥发, 酸性也强, 极易对仪器的管路以及雾化系统产生腐蚀, 降低仪器的使用寿命。
2. 基体效应
不锈钢中元素基体变化比较复杂, 因为其含量都比较大。不同的基体对分析元素会存在不同的干扰效应, 因此如何消除基体对不同元素的干扰效应成为需要解决的难题。
3. 谱线干扰
不锈钢中存在的元素种类众多, 这些元素的谱线或多或少会产生光谱重叠, 从而相互干扰。例如铜的谱线波长为213.597nm, 铁的谱线波长为213.652nm, 对于谱线波长为213.617的磷来说都存在干扰。另外, 钼、硅元素、铌、钒元素等都存在干扰。如何降低或消除这些元素谱线的干扰效应也是ICP-AES法应解决的难题。
结束语
随着科学技术的发展, 仪器分析技术的广泛应用, ICP-AES法测定不锈钢中元素会得到越来越广泛的应用。尽管这种方法存在操作简单、效率高、准确度高、检出限低等优势, 但是同时存在的试样处理、干扰消除等问题, 从而限制了其应用范围。因此广大学者应该对如何进行样品处理、如何消除干扰、如何进行基体匹配或基体分离、如何选择分析谱线和条件参数进行进一步的研究。
摘要：不锈钢因其拥有耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性的优良性质而广泛应用在汽车行业、家电行业、建筑行业、工业设施以及环保行业等。不锈钢中的微量元素对不锈钢的性质有很大的影响, 这些元素的测定成了学者关心的热点, 因此本文对ICP-AES法测定不锈钢中的元素进行了讨论。
关键词：ICP-AES法,不锈钢,元素,检测
参考文献
[1]钢铁及合金化学分析方法标准汇编编委会.钢铁及合金化学分析方法标准汇编[M].北京:中国标准出版社, 2007.
[2]郭德济.光谱分析方法[M].重庆:重庆大学出版社, 1990.
ICP-AES光谱法 篇6
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
IRIS-Advantage型电感耦合等离子体原子发射光谱仪。
硝酸 (ρ约1.42 g/m L) ;盐酸 (ρ约1.19 g/m L) ;硫酸溶液 (1+3) ;盐硝混酸 (3+1+6) ;
硼标准溶液 (1.000 g·L-1) , 市售;试验用水为超纯水 (电阻率≥18 MΩ·cm) 。
所用器皿的材料必须用石英制作, 并用盐酸 (1+10) 浸泡过夜, 用水冲洗干净, 最后用超纯水冲洗;硝酸、盐酸、硫酸均为优级纯。
1.2 仪器工作条件
中阶梯光栅, 二维交叉色散系统;电荷注入固体检测器;光谱波长范围:165~1 000 nm;高频发生器频率:27.12 MHz;耐氢氟酸进样系统。
射频功率:1 350 W;冷却气流量:12 L/min;辅助气流量:0.5 L/min;雾化器压力:0.2 MPa;等离子炬观测高度:15 mm;等离子炬观测方式:垂直观测;试液冲洗时间:60 s;积分时间:40 s;氩气纯度:不低于99.999%;硼分析谱线:208.959 nm。
1.3 实验方法
准确称取硼铸铁试料 (B含量0.0034%~0.1%范围内, 称取0.200 0 g;B含量0.1%~0.2%范围内, 称取0.100 0 g;B含量0.2%~0.38%范围, 称取0.050 0 g) , 放入干净100 m L石英高型烧杯中, 分别加入20 m L盐硝混酸溶液和5 m L硫酸溶液, 在石墨电路板上低温加热, 溶解完毕后, 将溶液转入50 m L塑料容量瓶中, 用超纯水稀释至刻度, 摇匀。干过滤后将滤液将此溶液引入等离子体炬中, 于波长208.959 nm处测定硼含量。随同样品做空白试验。
2 结果与讨论
2.1 分析谱线的选择
在试验中, 在仪器电脑软件中筛选出4条硼元素的常用谱线 (波长分别为208.959 nm、208.893 nm、249.773 nm、249.678 nm) , 在同一条件下, 选择不同含量硼的铸铁标样 (YSBS11075-98、GDB-1白口铸铁、T006-6和K029铸铁) 进行曲线标准化试验, 通过观察硼元素各分析谱线的的峰形和干扰情况, 并结合各谱线强度值大小, 选择出灵敏度较强、光谱干扰较小、波长为208.959 nm的谱线作为分析谱线。
2.2 溶样酸的选择
本法选择盐硝混酸 (3+1+6) 和硫酸溶液 (1+3) 联合溶解硼铸铁试料, 试料大部分即可被混合酸溶解, 试料少部分可低温加热缓慢溶解。试验表明, 硼铸铁用盐硝混酸 (3+1+6) 用量20 m L、硫酸溶液 (1+3) 用量5 m L (其两种酸体积比为4+1) 。
2.3 干扰试验
按试验方法对硼铸铁中基体元素 (Fe) 、其他元素 (Si、Mn、P、Cu、Cr、Mo、V、Ti) 的进行干扰试验, 为了考察溶出的基体及成分元素对测定0.20% (200μg) 硼含量的影响。当相对误差在±5%内时, 其回收率为93%~108%。其结果见表1。
2.4 标准曲线和检出限
将硼标准溶液 (1.000 g·L-1) 用硝酸或者盐酸溶液 (1+10) 逐级稀释, 配制成浓度分别为0、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 mg·L-1标准工作溶液, 在仪器工作条件下进行测定。用硼的质量浓度 (ρ) 对谱线强度 (I) 绘制标准曲线, 结果表明:硼的质量浓度在4.00 mg·L-1以内与其发射强度呈线性关系, 线性回归方程为I=30.15ρ+0.0049。相关系数为0.999 7。
根据国家标准[8]有关内容, 在仪器处于最佳工作状态下, 吸喷系列标准溶液, 制作工作曲线, 连续10次测量空白溶液, 按3倍标准偏差 (s) 比斜率计算出波长208.959 nm硼分析谱线的检出限为0.027 mg/L。
2.5 精密度试验
按试验方法对7个不同含量硼铸铁标样进行测定, 硼的测定结果见表2。并在样品中加入适量的硼标准溶液做回收试验, 其回收率为92.5%~110.0%。
2.6 方法准确度试验
按试验方法对对7个不同含量硼铸铁标准样品进行测定, 其相对误差在3.03%以内, 其结果见表3。
3 结论
根据上述试验结果表明:该方法可以用于硼铸铁中硼含量在0.0034%~0.38%之间的测定。
摘要：采用电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-AES) 探讨硼铸铁中硼的测定。以盐硝混酸 (3+1+6) 和硫酸溶液 (1+3) 在低温下溶解样品, 溶解完毕后定容, 在设定的仪器工作条件下测定。硼检出限为0.027 mg/L。用该方法可测定硼铸铁中0.0034%0.38%硼含量, 连续测定6个平行样测定结果的相对标准偏差均小于4.52%, 其回收率在93%108%、相对误差在3.03%以内。
关键词：ICP-AES,硼铸铁,硼
参考文献
ICP-AES光谱法 篇7
本文参照EN1122方法B,将塑料样品使用硫酸和双氧水的混合物进行湿式消解,溶液使用ICP-AES进行测定。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器设备
100 mL烧杯及相配合表面皿,电加热板(Thermolyne),通风橱,电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES):PerkinElmer Optima 71 00 DV,分析天平(MET TLER TOLEDO AL204),抽滤器及0.45微米孔径的滤膜。
1.1.2 试剂
硫酸d=1.83 g/L 95%(m/m)(分析纯,广州化学试剂厂),双氧水d=1.10g/L30%(m/m)(分析纯,广州化学试剂厂),超纯水机:优普UPR-11-20L(用水达到ISO3696要求)。
1.2 样品处理
使用5 g左右塑料样品作为分析,将样品用剪刀剪成小于0.1 g的碎片。称量大约0.5 g测试样品,精确至0.0001 g,于100 ml烧杯中,将装有样品的烧杯置于电加热板上,加入10 ml硫酸,盖上表面皿,温度控制在300℃以下加热,使塑料样品分解和碳化。当有白烟生成时,继续加热约15 min,将烧杯从加热板上移开,让溶液冷却大约10 min,缓慢地加入5 ml的双氧水溶液,然后盖上表面皿,待反应平息后再次加入5mL的双氧水溶液。重新加热待反应平息后,冷却大约5 min,加入5 ml双氧水溶液又再次加热,直到看不见有机物质为止。冷却至室温并小心地用少量超纯水稀释,然后用超纯水冲洗烧杯壁通过干燥的薄膜过滤器定量过滤至100 ml的容量瓶中,加入超纯水稀释至刻度线并摇匀。同时不使用测试样品,用同样的方法制备一份试剂空白溶液。
1.3 ICP-AES工作条件
采用镉的波长为:214.438 nm,射频功率1300 W,工作气体为氩气(纯度>99.999%),等离子体气流量15 L/min,辅助气流量0.2 L/min,雾化气流量0.8 L/min,载气压力700 kPa,样品提升量1.0 ml/min,曝光延时60s,清洗流量2.0 ml/min,清洗时间30 s,并启动智能清洗功能,对待测溶液元素浓度高出一定限量,自动增加清洗时间60s,设置进样时的流量为1.5 ml/min,进样延时20 s,读数15 s,读3次数。
1.4 测试
1.4.1 标准溶液
镉元素的标准溶液采购自国家标准物质中心,浓度为1000μg/ml。将1000μg/ml的标准溶液配制成100μg/ml储存于棕色容量瓶中,然后分别准确吸取一定量100μg/ml的标准溶液配制成0.05、0.20、2.00、5.00μg/ml的镉单元素标准工作溶液,介质为6.3%(V/V)的浓硫酸溶液。
1.4.2 测试与结果处理
使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测试配制的系列标准工作溶液,建立好标准曲线,要求标准曲线相关系数(r)要大于0.999,然后测试样品溶液及试剂空白溶液中镉的浓度。
根据公式1计算出样品中镉的含量,单位为mg/kg。
镉的含量=100F(C-R)/M(1)
上式中:
C为测试样品溶液中镉的浓度,单位为m g/L;
R为6试剂空白溶液中镉的浓度,单位为mg/L;
M为测试时所取的试样的质量,单位为g。
F为测试样品溶液及试剂空白溶液的稀释系数。
2 数据分析
2.1 样品溶液酸度(V/V)测试
已经有文献报道过ICP-AES有较显著的酸效应,所以本方法采取基体匹配的原则,使标准溶液与样品溶液的酸度保持一致。取6个样品按测定方法进行湿式消解,用NaOH溶液滴定(浓度为0.1 mol/L)定容后的样品溶液酸度,计算平均值,结果(按浓硫酸体积比)如表1所示。
2.2 方法检出限
按样品测定方法进行全程试剂空白测定7次,以其测定结果标准偏差的3倍计算检出限。镉的方法检出限为0.007 mg/L,根据样品的稀释倍数(约200倍)计算样品的检出限可达到1.4 mg/kg,可满足目前大多数标准的要求。
2.3 准确度
注:RSD为样品7次平行测定的相对标准偏差。
2.3.1 CRM物质结果
称取0.5gCRM物质(EC680K、EC681K)各7份,按测定方法进行测试,计算回收率,测试结果如表2所示。
2.3.2 加标回收结果
选取不含镉的塑料样品,分别加入使样品消解后溶液的最终浓度为0.05 ug/ml、0.5 ug/ml、2 ug/ml镉标准溶液,按程序进行7次平行测定,计算回收率,结果如表3所示。
2.4 精密度
分别对两含镉的塑料样品进行7次平行测定,计算相对标准偏差,结果如表4所示。
3 结论
该方法的检出限可达到1.4 mg/kg,回收率在94.4%~104.6%之间,测量精密度小于2%。方法快速、简便、样品消解完全,检出限低,具有良好的准确度和精密度,适用于塑料材料中镉含量的快速分析,同时对实验室前处理设备要求不高,大多数实验室都可以采用,可以满足目前多数标准对塑料中镉含量限制的要求。
摘要：参照EN1122方法B将塑料样品使用硫酸和双氧水的混合物进行湿式消解,ICP-AES测定塑料中的镉含量。该方法消解的样品溶液酸度(按浓硫酸体积比)为:6.3%,检出限1.4 mg/kg,回收率94.4%～104.6%,RSD小于2%。该分析方法快速、简便、样品消解完全,具有良好的准确度和精密度,适用于塑料材料中镉的快速分析。
关键词：塑料,镉含量,湿式消解,电感耦合等离子体原子发射光谱仪
参考文献
[1]EN1122:2001,Determination of Cad-mium in Plastics with the Method ofthe Wet Decomposition[S].
[2]The Chemical Substances Act and Di-rective 76/769/EEC&91/338/EEC of the Council of the European Communities[S].
[3]钟志光,陈佩玲,刘崇华,等.高压消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电子电气产品塑料中的铅、镉、铬和汞[J].中国塑料,2006.
[4]卫碧文,缪俊文,龚驷扬.微波消解ICP-AES法测定玩具塑料中镉[J].理化检验-化学分册,2004.
ICP-AES光谱法 篇8
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
ICAP6300型电感耦合等离子体发射光谱仪, 美国热电公司。
盐酸 (HCl, GR) ;硝酸 (HNO3, GR) ;高氯酸 (HCl O4, GR) ;氢氟酸 (HF, GR) ;钴 (Co) 元素标准溶液 (核工业北京化工冶金研究所) ;实验所用水均为超纯水。
1.2 仪器工作参数
功率1.15kw的RF发生器;压力0.2MPa的雾化器;流量12L/min的冷却气;0.2L/min的辅助气;提升量1.5ML/min的试液;积分时间5s, 积分次数2次。波长为228.616nm。
1.3 分析测试
1.3.1 标准溶液的配制
分别取5 0 0 m g/L的钴元素标准溶液0.00m L、1.00 m L、2.50 m L、5.00 m L、10.00ml、15.00 m L放置于5个相同的100ml的容量瓶中, 然后用浓度1%的盐酸溶液分别进行定容, 然后摇匀, 分别配制成0.00μg/m L、5.00μg/m L、12.50μg/m L、25.00μg/m L、50.00μg/m L、75.00μg/m L的钴元素标准溶液。
1.3.2 样品的预处理
称取0.1 0 0 0 g的钴矿样品, 精确到0.0001g, 放置到容量为100ml的聚四氟乙烯烧杯中, 然后在烧杯中加入10ml的盐酸后低温加热溶解, 然后再分别加入5ml的硝酸、5ml的氢氟酸、3ml的高氯酸将样品分解至冒烟, 并将氢氟酸驱尽, 再用纯水吹洗杯壁, 分别加入10ml盐酸、40ml水后煮沸。放置一段时间冷却至室温, 再移入到容量为100ml的容量瓶中, 用水稀释到刻度后, 摇匀, 静置一段时间澄清。放置在等离子发射光谱仪上, 在选定的工作条件下对制成的样品进行测定并记录数据。
2 测定结果与讨论
2.1 标准曲线的建立
以钴元素标准溶液测得的强度I为纵坐标、对应浓度C为横坐标绘制成标准曲线。结果表明在此浓度范围内强度与浓度呈现了良好的线性关系, 线性方程为:C=3.65×10-5+0.0005, R2=0.9993。
2.2 钴元素的检出限及测定下限
根据所建立的标准曲线, 对空白溶液进行10次测定, 将测定结果的3倍标准偏差作为检出限, 检出限的10倍作为此测定方法的测定下限。测定的结果表明ICP-AES的检出限为0.0003μg/m L, 测定下限为0.001μg/m L。
2.3 精密度实验结果
任选某一样品, 按选定的实验方法进行10次平行测定, 经过计算, 得到标准差 (SD) 和相对标准偏差 (RSD) 。具体结果如表1所示。
2.4 准确度的的测定
取国家环保总局标准样品研究所制作的标准样品按选定的工作条件进行测定, 5次测定的结果平均值为1.00mg/L, 样品的标准值为1.01±0.05mg/L, 测试结果在国家标准值的范围内, 说明此方法测定的准确度高。
2.5 重复性实验
分别称取9份相同的样品, 预处理后按照仪器设定条件进行测定, 代入标准曲线计算其中钴含量, 求出平均值后计算RSD。9份样品中钴的平均含量为10.12%, RSD=3.20%, 重复性良好。
2.6 加标回收实验
取一定量已知钴含量的样品处理液, 分别按此含量的80%、100%、120%比例加入等量钴标准溶液, 显色后测定其吸光度值, 计算RSD。结果如表2所示, 加标回收率均在80%-120%范围内, 且加标回收率的RSD=1.91%, 加标回收良好。
3 结论
通过此次实验证明, 使用电感耦合等离子体发射光谱法对矿石中钴的含量测定, 其检出限低、精密度好、准确度高, 测定效果极好, 并通过与使用国家标准样品的测试结果对比, 结果表明此方法的测定值均在国家标准的范围内。因此, 使用ICP-AES法测定钴矿中钴的含量是可行的, 其测定结果是可靠的, 可以在钴矿中钴含量的测定分析中使用。
摘要：本文通过用热电ICAP-6300全谱直读光谱仪对钴矿中钴含量的测定方法进行了研究, 采用ICP-AES (电感耦合等离子体发射光谱法) 法分别对钴标准溶液和处理后的样品溶液进行了测定, 并对测定结果进行了分析。实验的结果分析表明, 用ICP-AES法测定钴矿中钴含量准确度高、精密度高、检测出限低, 效果极好。
ICP-AES光谱法 篇9
目前食品中重金属多采用湿法、干灰化及高压罐等消解方式,此类消解方式一般酸用量大,部分元素回收率低、操作繁杂耗时; 采用原子荧光及原子吸收等进行测定,一般一次只能测定一种元素,操作复杂、测定速度慢［10 － 15］。本文采用微波消解ICP - AES同时测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7 种重金属元素法［16］,样品前处理简单方便,用酸量少,测定结果准确,高效［17］。
1 材料与方法
1. 1 仪器与试剂
ICP - AES电感耦合等离子体发射光谱( ICAP - 6300 Duo) ,美国热电; 微波样品处理系统,北京盈安美诚科学仪器有限公司;数显电热板,德国IKA; 优普超纯水机,成都超纯科技有限公司。
氩气( 纯度99. 999% ) ; 硝酸( GR) ,德国默克; 30% 过氧化氢( GR,广州化学试剂厂) ; As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn标准溶液( 国家有色金属及电子材料分析测试中心,1 000 mg/L) ;所用的器皿均用10% 硝酸浸泡24 h,超纯水冲洗并晾干。
1. 2 样品采集
以惠城区、惠阳区、博罗县、龙门县、惠东县的主要种植基地为采集点,按照均匀分散多点采集的原则,每县区至少采集3 个乡镇,每乡镇设1 ~ 2 个采集点,每个采集点采集1 ~4 个蔬菜样品,按照N / YT 2103 - 2011 蔬菜抽样技术规范［18］于2013 年12 月采集,采集部分为其可食用部分,每个样品采集2 ~ 3 kg左右,共抽取五县区共两大类蔬菜17 品种71 个样品,其中惠城区15 个、惠阳区15 个、惠东县10 个、龙门县10 个、博罗县21 个。样品先用自来水冲洗,再用UP水冲洗三遍,晾干表面水分,将其切碎混匀并制成匀浆备用。
1. 3 样品前处理
称取2. 00 g匀浆后的试样于聚四氟乙烯消解罐中,加入硝酸3. 0 m L,过氧化氢1. 5 m L,盖好安全阀后,将消解罐放入微波样品处理系统。按表1 消解条件消解蔬菜样品,消解完全后将消解罐放在数显电热板( 100 ± 1) ℃ 驱除部分硝酸,将消解液用UP水转移至10. 00 m L容量瓶中,控制酸度为5% 左右,供仪器分析用,同时做试剂空白及添加回收率试验。
2 数据与分析
2. 1 数据处理
将五县区所采集的蔬菜的测定结果进行汇总,得到惠州市五县区蔬菜重金属含量,见表2,并将测定结果对照国家食品卫生标准限值评价蔬菜重金属污染,评价标准及限量见表3。
2. 2 结果分析
2. 2. 1 各县区重金属污染超标情况
根据蔬菜重金属评价标准及限量( 表3) ,从表2 可以看出,采集的71 个蔬菜样品中,共有5 个蔬菜样品超出限量标准,超标率为7. 0% 。其中,3 个样品Cd含量超过限量标准,超标率为4. 2% ,2 个样品Zn含量超过限量标准,超标率为2. 8% ,均为叶菜类蔬菜,其余5 种元素均未超过限量标准。五县区蔬菜重金属超标率从低到高分别为惠城区、博罗县、惠阳区、惠东县、龙门县。3 个Cd含量超过限量标准的样品分别为惠阳区的菜心,含量为0. 054 mg/kg; 博罗县的茼蒿,含量为0. 073 mg / kg; 惠东县的香麦,含量为0. 14 mg / kg,超出国家限量标准1. 08 ~ 2. 8 倍。若依据国家标准GB 2762 - 2012 《食品中污染物限量》［19］中规定的叶菜类蔬菜Cd的限量0. 2 mg/kg,则该3 个蔬菜样品中的Cd均未超出限量。2 个Zn含量超过限量标准的样品为龙门县某镇的芥蓝及菜心,含量分别为48. 2 mg / kg及34. 8 mg / kg。超出国家限量标准1. 7 ~ 2. 4 倍。锌虽是体内200 多种酶以及DNA、RNA的组成成分,是生长发育的必需物质,但是,锌摄入量过多时会导致胃肠不适、呕吐、腹泻等症［20］。
从表2 还可以看出,各县区蔬菜中的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb等元素含量均值差异不大,各地区蔬菜重金属污染整体良好,未见重金属含量异常地区。龙门县某镇的Zn含量相比其他县区的蔬菜明显偏高,含量最高达到48. 2 mg/kg,具体原因还需对该地区地理环境、土壤背景、农业生产资料及过程等作进行进一步调查。
2. 2. 2 不同品种蔬菜对重金属的富集情况
将71 个蔬菜样品,按各品种各重金属含量进行统计,得到不同品种蔬菜重金属含量,见表4。此批样品,丝瓜、黄秋葵、豆苗、四季豆、茼蒿、生菜、茄子等七种蔬菜只采集各1 个样品,不具统计学意义,在此,不做统计及评价。由表4可以看出,同种重金属在不同蔬菜中的含量差异也比较大。其中As含量菜心最高,为0. 065 mg/kg,萝卜及芥菜最低,为0. 014 mg / kg; Cd含量香麦最高,为0. 056 mg / kg,包菜最低,为0. 0064 mg/kg; Cr含量芥蓝最高,为0. 095 mg/kg,包菜最低,为0. 030 mg/kg; Ni含量小白菜最高,为0. 098 mg/kg,芥菜最低,为0. 020 mg/kg; Pb含量上海青最高,为0. 090 mg/kg,芥蓝最低,为0. 050 mg/kg; Zn含量芥蓝最高,为6. 9 mg/kg,包菜最低,为2. 2 mg/kg; Cu含量白菜最高,为0. 61 mg/kg,萝卜最低,为0. 17 mg/kg。总体来说,叶菜类蔬菜重金属含量相对较高,瓜果类及卷心类蔬菜重金属含量比较低。
3 讨论
( 1) 本文通过对惠州五县区的主要种植基地的蔬菜样品进行测定分析蔬菜重金属污染情况,虽每个县区至少采集了3 个乡镇,显然采样覆盖面尚不够全面,样品数量偏少,也不能完全揭示惠州各县区蔬菜重金属污染的整体情况。如果要全面、客观反映惠州各县区的重金属污染状况,还需要继续增加采样点及样品量。
( 2) 龙门县某镇的蔬菜Zn含量相比其他县区的蔬菜明显偏高,含量最高达到48. 2 mg/kg,具体原因还需对该地区地理环境、土壤背景、农业生产资料及过程等作进行进一步调查。
( 3) 本文只对五县区蔬菜重金属污染作一调查,对于受重金属污染的蔬菜的污染源未作研究,为做好蔬菜重金属污染的综合防治工作,还需对受重金属污染的蔬菜与当地土壤重金属污染情况作更深入的研究。
4 结论
( 1) 惠州五县区蔬菜主要受Cd和Zn的污染,As、Cr、Cu、Ni、Pb的含量均没有超过国家限量标准。
( 2) 五县区蔬菜重金属超标率从低到高分别为惠城区、博罗县、惠阳区、惠东县、龙门县。蔬菜中Cd的最大超标倍数为2. 8 倍,蔬菜中Zn的最大超标倍数为2. 4 倍。
( 3) 同种重金属在不同蔬菜中的含量差异较大。叶菜类蔬菜重金属含量相对较高,瓜果类及卷心类蔬菜重金属含量比较低。
摘要：采用微波消解法对惠州市五个县区采集的71个蔬菜样品进行前处理,用ICP-AES测定蔬菜中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种元素含量,并对五个县区蔬菜重金属污染情况进行统计分析。结果表明:五县区蔬菜主要受Cd和Zn的污染,As、Cr、Cu、Ni、Pb等含量均未超过国家限量标准,叶菜类蔬菜重金属含量相对较高,瓜果类及卷心类蔬菜重金属含量比较低。