电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定纯硅中硼等13个杂质元素
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定纯金中的13种杂质元素
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定纯金中的13种杂质元素孔令强;邵国强【摘要】提出了使用电感耦合等离子体质谱法同时测定纯金中银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、锡、镍、锰、铬、砷13种杂质元素的分析方法.采用王水处理样品,以铑作为内标元素,不用分离基体,以王水作为测定介质,在最佳的仪器工作条件下直接测定.铁、铜、铅、锑、铋、钯、银、镍、镁、砷、锡、锰、铬的检出限分别为:1.80,0.86,1.23,0.90,0.26,0.39,1.05,0.33,1.61,2.30,1.15,1.05,0.89 ng/mL,回收率在98.6％～102.8％,相对标准偏差(RSD,n=6)为1.0％～3.0％.方法具有灵敏度高、检出限低、干扰少、不用分离基体、分析速度快、能够进行多元素同时分析等特点,特别适合于生产企业的质量控制分析.【期刊名称】《中国无机分析化学》【年(卷),期】2012(002)004【总页数】3页(P59-61)【关键词】纯金;杂质元素;电感耦合等离子体质谱法【作者】孔令强;邵国强【作者单位】山东国大黄金股份有限公司,山东招远265400;烟台国大萨菲纳高技术环保精炼有限公司,山东招远265400【正文语种】中文【中图分类】O657.63;TH8431 引言近年来，黄金交易在我国日趋活跃。
目前，上海黄金交易所交易的金锭大都是金含量在99.95%以上的2＃金，这种含量的金锭国家标准规定用杂质差减法来确定金的纯度。
随着纯金在工业领域的应用逐渐增加，工业用金在杂质方面有特殊要求，因此纯金中杂质元素的准确测定显得尤为重要。
现行纯金中银、铜、铁、铅、锑、铋、钯、镁、锡、镍、锰、铬、砷13种杂质元素测定的国家标准方法［1］（GB ／T 11066.3～10—2009）采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、火花源原子发射光谱法、原子荧光光谱法。
原子吸收光谱法和原子荧光光谱法只能进行单元素分析，需要分离金基体，分析过程较长，容易损失或者污染待测元素，不太适合生产企业对分析结果快速性的要求；火花源原子发射光谱法需要对样品进行物理加工，且不能以液体方式进样，方法的适应性不强。
微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定硼铁中硼
微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定硼铁中硼
微波消解电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）
可以测定硼铁中的硼含量。
该方法的核心原理是通过将硼铁样品通过不断进行分解来获得其中硼的极高纯度的样本。
首先，将硼铁样品加热到一定的温度，使样品中的硼以微小的粒子形式被分解出来。
然后，将消失的硼微小粒子进行混合，将其放入等离子体发生器中，并对其进行电感耦合，以极大地提高等离子体中样品的活性。
最后，使用原子发射光谱仪，以电离能谱方式进行检测，从而精确测定出硼铁样品中的硼的含量。
优点：由于ICP-AES方法的检测抗干扰性强，能够抵抗金属
和非金属离子的干扰，因此能够更精确地测定硼铁中硼的含量。
另外，它还具有检测速度快、重复性高、灵敏度好等特点，被认为是最先进、最有效的测定硼含量的标准方法。
缺点：ICP-AES法测定硼铁中硼含量时，首先需要将样品加热到一定的温度，以使其分解，而这也可能会引起其他元素的改变，从而影响测量结果的准确性。
另外，由于对实验设备的操作要求较高，而且需要高质量的样品，因此在操作上也存在一定的风险和困难。
总之，微波消解电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）是一种简便、有效、准确的测定硼铁中硼含量的标准方法，有助于我们对硼铁中硼含量的准确测定，也可以更好地改善结构材料的性能。
总而言之，使用微波消解电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定硼铁中的硼含量是一种有效的方法，它既可以快速准确地测定出硼铁中硼的含量，也可以提高
结构材料的性能。
因此，该方法已经被广泛应用于工业以及其他领域，以帮助我们更好地了解硼铁样品中硼的含量，实现更加科学和准确的测试。
电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤样品中的硼、磷、钠、钾的方法研究
分析测试新成果 (47 ~ 52)电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤样品中的硼、磷、钠、钾的方法研究黄 浩1，武明丽2（1. 广东省矿产应用研究所，广东 韶关 512026；2. 自然资源部放射性与稀有稀散矿产重点实验室，广东 韶关 512026）摘要：土壤样品中的硼元素在酸溶体系中易挥发，采用碱熔法则无法同时测定钾、钠，并且大量的盐类也不利于检测. 而在盐酸-氢氟酸-硝酸三酸体系中，通过加入甘露醇可以保护硼在密闭消解条件下不易挥发损失. 以电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES ）为测试手段，使用耐氢氟酸进样系统，可以有效避免待测元素受到污染，通过预加内标的方法来纠正体积偏差后，可以实现对土壤样品中硼、磷、钠、钾元素的同时测定. 试验结果表明，在没有加稳定剂时，硼在消解过程中会因挥发而损失严重，但在有稳定剂的存在下，即使在160 ℃以上，硼也没有检测到挥发损失，证明采用甘露醇作为稳定剂是可行的. 通过有证土壤和水系沉积物标准样品的测试验证，对于硼质量分数高于10 mg/kg 的土壤样品，其测试结果与认定值相对偏差小于10%，具有很好的灵敏度且操作简单，易用于大批量的检测任务.关键词：甘露醇稳定剂；ICP-OES ；耐氢氟酸进样系统；预加内标中图分类号：O657. 3 文献标志码：B 文章编号：1006-3757（2024）01-0047-06DOI ：10.16495/j.1006-3757.2024.01.008Study on Simultaneous Determination of Boron, Phosphorus, Sodium andPotassium in Soil Samples by Inductively Coupled Plasma OpticalEmission SpectrometryHUANG Hao 1， WU Mingli2（1. Guangdong Institute of Mineral Applications , Shaoguan 512026, Guangdong China ；2. Key Laboratory ofRadioactive and Rare Scattered Mineral Resources of Ministry of Natural Resources ,Shaoguan 512026, Guangdong China ）Abstract ：The boron in soil samples is volatile in the acid soluble system, and potassium and sodium cannot be determined simultaneously by the alkali fusion method, the interference of salts also hinders detection. In the HCl-HF-HNO 3 tri-acid system, the addition of mannitol can protect boron from volatilization loss under sealed digestion conditions. Using inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP-OES) as the testing method, and employing a hydrofluoric acid-resistant sampling system, contamination of the elements to be tested was effectively prevented. By pre-adding an internal standard to correct volume deviations, the simultaneous determination of boron, phosphorus, sodium and potassium in soil samples can be achieved. The experimental results indicated that in the absence of a stabilizer, boron suffers severely loss due to volatilization during digestion. However, in the presence of a stabilizer, no measurable volatilization loss of boron was observed even above 160 ℃, proving that the use of mannitol as a stabilizer was feasible.By testing and verifying with certified soil and aquatic sediment standard samples, the relative deviation of test results from the recommended values was less than 10% for soil samples with boron content higher than 10 mg/kg. The method收稿日期：2023−10−31； 修订日期：2024−01−03.作者简介：黄浩（1982−），男，硕士，主要从事以ICP-OES 为分析手段的多元素分析，E-mail ：138****************.第 30 卷第 1 期分析测试技术与仪器Volume 30 Number 12024年1月ANALYSIS AND TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENTS Jan. 2024has a good sensitivity, simple operation, and can be suitable for large-scale testing tasks.Key words：mannitol stabilizer；ICP-OES；hydrofluoric acid-resistant sampling system；pre-addition of internal standard随着《国务院关于开展第三次全国土壤普查的通知》（国发〔2022〕4号）的发布，未来三年将对全国的土壤资源进行全面查明查清，而对其中微量元素的检测是重要组成部分. 其中硼元素因含量低、易挥发、易污染等问题是常见的测试难点，传统常采用碱熔法，但是该方法需要使用白金坩埚，采用碳酸钠作为熔剂，成本较高的同时还无法对钠、钾等碱金属进行测定. 大量的熔剂使用会给测定带来基体干扰，通过大体积稀释定容又会降低硼的浓度进而降低方法的灵敏度. 传统的酸溶消解法则需要加入氢氟酸以溶解土壤中的硅酸盐，但氢氟酸会与硼反应生成三氟化硼挥发而造成损失[1]. 近年来，肖凡[2]、李冰[3]、魏双[4]等团队探索了采用密闭消解罐进行微波消解，方宏树[5]、孙鹏飞[6]等团队则尝试使用高压反应釜对硼样品进行前处理，但这两种方法所采用的微波消解仪不仅价格昂贵，而且因设备特性限制能同时处理的样品数量极其有限，且样品的转移和消解罐的处理流程复杂，不利于广泛普查项目的测试. 杜宝华等[7]则进一步验证了低压密闭消解测定硼的可行性，该方法具有一定的参考价值，但为了避免硼的损失采用磷酸作为稳定剂，使该方法失去了同时测量磷的可能.根据Pritchard等[8]所发表的论文及《岩石矿物分析（第四版第二分册）》[9]中的描述，硼虽然在浓盐酸中煮沸容易挥发，但在微沸且保持一定体积的特定条件下并不挥发，且硼酸在甘露醇的存在下可以形成具有环状结构、解离度较强的配位酸，也能起到避免挥发损失的效果. 因此本文在样品前处理的消解阶段改用甘露醇代替磷酸作为硼的保护剂，全程使用非玻璃器皿，上机测试改用耐氢氟酸进样系统，避免来自器皿和试剂的污染，同时，根据阳国运[10]、赵海[11]等在测试中采用预加内标来补偿测定体积误差以及谱线漂移影响的思路，建立了酸溶-电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测试土壤中硼、磷、钠、钾的方法.1 试验部分1.1 仪器与试剂安捷伦5110电感耦合等离子体发射光谱仪（配有耐氢氟酸的进样系统）；温控电热板，工作范围0~300 ℃；40 mL低压聚四氟乙烯密闭消解罐；50 mL塑料离心管；10~1 000 µL 移液枪；1~5 mL 移液枪；ME104T/02分析天平（梅特勒托利），精度为0.000 1 g.硼标准溶液：钢研纳克GBW(E）082158，质量浓度为100 µg/mL；磷标准溶液：有研总院GSB 04-1741-2004a，质量浓度为1 000 µg/mL，市售有证标准溶液；氧化钠、氧化钾混合标准溶液：北方伟业BWZ6895-2016，质量浓度为1 000 µg/mL. 硒内标溶液：质量浓度为1 000 µg/mL，采用峨眉半导体出售的光谱纯硒粉，王水溶解配制. 盐酸、氢氟酸、硝酸、氯化铵、甘露醇均为西陇科学所售的分析纯试剂，试验用水为超纯水.岩石及土壤国家有证标准物质：包括地球物理地球化学勘查研究所出售的土壤成分分析标准物质GBW07402、GBW07404、GBW07405、GBW07406、GBW07408，GBW07385水系沉积物成分分析标准物质GBW07301a、GBW07303a、GBW07307a、GBW07309、GBW07311、GBW07312、GBW07376、GBW07377.1.2 试验方法1.2.1 工作曲线的配制称取50 g甘露醇，溶解于1 000 mL水中配成混合溶液，用作稳定剂.硼的标准系列溶液：分别移取0、0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mL硼标准溶液于50 mL塑料容量瓶中，加入1 mL甘露醇稳定剂和1 mL硒内标溶液，用水稀释至刻度. 此标准系列溶液中硼的质量浓度分别为0、0.02、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 µg/mL.磷的标准系列溶液：分别移取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL磷标准溶液于50 mL塑料容量瓶中，加入1 mL甘露醇稳定剂和1 mL硒内标溶液，用水稀释至刻度. 此标准系列溶液中磷的质量浓度分别为0、2、4、6、8、10 µg/mL.氧化钠/氧化钾的标准系列溶液：分别移取 0、1、2、3、4、5 mL 氧化钠、氧化钾混合标准溶液于 50 mL塑料容量瓶中，加入 1 mL 甘露醇稳定剂和 1 mL48分析测试技术与仪器第 30 卷硒内标溶液，用水稀释至刻度. 此标准系列溶液中氧化钠和氧化钾的质量浓度分别为 0、20、40、60、80、100 µg/mL.1.2.2 试样的消解称取0.150 0 g土壤样品于低压消解罐中，加入2 mL盐酸、2 mL氢氟酸、0.5 mL硝酸，1 mL甘露醇稳定剂，旋紧盖子于温控电热板上140 ℃消解4 h，取下待冷却后打开盖子，继续放置于温控电热板上于110 ℃蒸至近干，用10~1 000 µL移液枪准确加入1 000 µL硒内标溶液，补加约5 mL水，于电热板上110 ℃提取10 min，转移至50 mL塑料离心管中，加水至刻度后摇匀待测.1.2.3 仪器条件根据仪器谱线库已有的谱线，采用了B 249.678 nm、P 213.617 nm、Na 589.592 nm、K 766.491 nm，采用Se 196.090 nm作为内标参考，使用耐氢氟酸的进样系统，仪器工作参数如表1所列.2 结果与讨论2.1 稳定剂效用试验为了考查稳定剂对硼挥发的影响，试验采用硼标准溶液进行挥发损失试验. 移取0.05 mL硼标准溶液置于18个聚四氟乙烯消解罐中，加入2 mL盐酸、2 mL氢氟酸、0.5 mL硝酸，3个不加稳定剂（即甘露醇溶液）随同两份空白于温控电热板上100 ℃蒸干，其余15个加1 mL甘露醇稳定剂，不加盖于温控电热板上3个一组分别于120、140、160、180、200 ℃敞口蒸干，然后分别加入1 mL硒内标溶液，5 mL水，于电热板110 ℃提取10 min，转移至50 mL 塑料离心管中上机测试，测定结果如表2所列.试验结果表明，在没有加稳定剂时，硼在消解过程中会因挥发而损失严重，但在稳定剂存在的情况下，即使在160 ℃以上，硼也没有检测到挥发损失，证明采用甘露醇作为稳定剂是可行的.2.2 内标的使用与选择本试验采用预加内标法的原因有两点，一是采用塑料离心管定容很难确保最终体积的准确可靠，而通过在标准和样品溶液中都预加准确剂量的内标溶液再定容，可以在测试时修定体积变化的影响.二是预加的内标溶液能一定程度纠正基体效应、进样系统和仪器功率波动的影响，得到更好的精密度.内标的选择原则是样品中的背景值必须足够低、在样品溶液中能稳定存在、不能对待测元素产生干扰且成本上合理. 对钴、铼、铟、硒这4种在土壤中含量很低的元素进行考查后，表明钴对B 249.678 nm会产生干扰，硒、铼、铟能满足要求，但铼、铟相对不易获得. 硒能同时满足所有要求，并且经测定硒在110 ℃低酸环境下不会挥发损失，也能够在溶液中稳定存在，因此最终采用硒作为该方法的内标，波长采用196.090 nm，在样品密闭消解完表 1 ICP-OES工作条件Table 1 Working conditions of ICP-OES 名称参数名称参数观测方向径向观测泵速12 r/min观测高度8 mm雾化器流量0.7 L/min 背景校正拟合等离子器流量12 L/min像素数2辅助气流量 1.0 L/min 射频功率 1.2 kW表 2 甘露醇稳定剂效果测试Table 2 Effect test of mannitol stabilizer反应条件硼的加标质量浓度/（µg/mL）加热蒸干后测得硼的质量浓度/（µg/mL）RSD/%样品1样品2样品3加甘露醇100 ℃00−0.001—141.40无甘露醇 100 ℃0.1000.0620.0380.02742.28加甘露醇120 ℃0.1000.1060.1020.101 2.57加甘露醇140 ℃0.1000.1020.1030.1020.56加甘露醇160 ℃0.1000.1020.1010.098 2.07加甘露醇180 ℃0.1000.1020.1000.100 1.15加甘露醇200 ℃0.1000.1000.0970.101 2.10第 1 期黄浩，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤样品中的硼、磷、钠、钾的方法研究49成蒸干赶酸后定容之前加入.2.3 含氢氟酸空白试验因为消解样品时使用了氢氟酸，所以要尽可能避免硼元素挥发损失. 本试验所采用的消解温度不超过140 ℃，赶酸温度不超过110 ℃，因此有可能会有少量氢氟酸残留，为避免其剥蚀器皿和进样系统导致待测元素被污染，最终采用不含玻璃的塑料离心管来贮存待测液，并且采用非石英材质的耐氢氟酸进样系统. 为了验证这套系统不会被残留的氢氟酸干扰，配制了5个分别含有1%、2%、3%、4%、5%氢氟酸的空白溶液进行上机测试，其结果如表3所列.表 3 耐氢氟酸系统的空白测试Table 3 Blank test for hydrofluoric acid resistant system氢氟酸质量分数/%空白K示值/（µg/mL）空白Na示值/（µg/mL）空白B示值/（µg/mL）空白P示值/（µg/mL）0−0.054 2−0.034 30.000 20.018 810.041 30.079 00.002 1−0.052 72−0.009 40.002 30.000 8−0.017 23−0.030 6−0.027 1−0.000 10.004 040.045 50.082 70.001 40.006 150.006 1−0.067 20.000 60.021 1由表3可知，耐氢氟酸系统不会因为样品中可能存在氢氟酸而导致待测元素结果异常，而以最终定容体积为50 mL可得知，消解加入的2 mL氢氟酸在经过赶酸处理后，最后在溶液中的氢氟酸质量分数小于4%，对于这4个待测元素的结果已经不会产生影响.2.4 检出限和定量限通过连续11次空白溶液测试，在测定体积为50 mL和样品称样质量为0.150 0 g的条件下，以计算结果的3倍标准偏差（SD）和10倍SD分别来确定方法的理论检出限和定量限，结果如表4所列.表 4 检出限和定量限Table 4 Limits of detection and limits of quantitation元素分析线/nm11次空白SD/（mg/kg）检出限/（mg/kg）定量限/（mg/kg）B 249.6780.260.79 2.6P 213.6180.74 2.217.4K 766.490 1.04 3.1110.4 Na 589.592 3.049.1130.4表4所计算出的理论检出限和定量限远低于一般土壤样品中这4种所检元素的含量，在样品测定中，实际检出限和定量限会受到待测液中土壤基体的影响，因此还需要参考有证标准物质来进一步验证.2.5 方法准确度和精密度为评价该方法的准确度及精密度，对多个土壤及水系沉积物标准物质进行测定，其中对同一样品溶液（GBW07385）连续测定11次的结果如表5所列：B、P、Na2O、K2O平均值分别为67.5 mg/kg、表 5 同一样品重复测定的精密度Table 5 Precision of replicate measurements of samesampleGBW07385B/（mg/kg）P/（mg/kg）Na2O/%K2O/%重复测定66.8 1 065.4 1.36 2.3467.2 1 074.3 1.38 2.3666.4 1 093.9 1.32 2.2769.6 1 065.6 1.29 2.3370.4 1 058.3 1.34 2.3566.9 1 076.2 1.27 2.3165.2 1 079.7 1.24 2.2668.4 1 093.4 1.33 2.2870.3 1 069.3 1.26 2.3466.3 1 084.2 1.29 2.3665.4 1 055.3 1.33 2.27标准值68±3 1 080±50 1.32±0.09 2.31±0.09平均值67.5 1 074.1 1.31 2.32SD 1.912.90.0440.039RSD/% 2.8 1.2 3.36 1.6850分析测试技术与仪器第 30 卷1 074.1 mg/kg 、1.31%、2.32%，结果均处于允许误差范围之内，相对标准偏差（RSD ）分别为2.8%、1.2%、3.36%、1.68%，能够满足硼、磷、钠、钾测定的精确性要求.对8个水系沉积物和5个土壤标准样品的方法准确度测试结果如表6所列. 通过已经建立的方法对水系沉积物和土壤有证标准物质的测定结果来看，当样品取样量为0.150 0 g 时，对于B 质量分数在9.8~195 mg/kg 、P 质量分数在235~1 520mg/kg 、Na 2O 质量分数在0.11%~3.40%、K 2O 质量分数在1.03%~3.28%的土壤类标准样品，所测得的B 、P 、Na 2O 、K 2O 质量分数均在认定值范围内，能获得满意的结果，证明此方法可以满足一般类土壤样品的分析要求.表 6 水系沉积物和土壤标准样品测试结果对照Table 6 Comparison of test results for standard water sediment and soils samples样品编号B/(mg/kg)P/(mg/kg)Na 2O/%K 2O/%认定值测量值认定值测量值认定值测量值认定值测量值GBW07301a 9.8±1.810.4 1 520±77 1 546.4 3.40±0.10 3.41 2.80±0.10 2.73GBW07303a 57±750.8426±33439.60.39±0.020.37 2.87±0.04 2.85GBW07307a 195±32215.3633±14616.1 2.27±0.05 2.29 1.83±0.05 1.84GBW0730954±648.1670±23655.2 1.44±0.04 1.41 1.99±0.06 1.94GBW0731168±564.6255±27263.80.46±0.030.44 3.28±0.07 3.34GBW0731224±222.6235±22217.50.44±0.030.44 2.91±0.04 2.88GBW0737611.2±1.011.2415±15423.3 3.24±0.10 3.27 1.23±0.07 1.19GBW0737755.4±3.954.9498±23484.2 3.04±0.11 3.11 2.35±0.11 2.27GBW0740236±333.3446±25429.7 1.62±0.04 1.59 2.54±0.05 2.53GBW0740497±989.4695±28671.80.11±0.020.11 1.03±0.06 1.04GBW0740553±647.4390±34404.30.12±0.020.11 1.50±0.04 1.46GBW0730650±752.91 020±42 1 016.2 2.30±0.07 2.24 2.43±0.05 2.39GBW0740854±451.2775±25764.31.72±0.041.682.42±0.042.413 结论采用盐酸-氢氟酸-硝酸密闭消解的土壤样品，在加入甘露醇稳定剂后，可以有效地避免硼在蒸干过程中的损失. 在全程使用非玻璃器皿和耐氢氟酸进样系统后，可以实现硼、磷、钠、钾这4种元素在同一份溶液中的同时测定. 通过预加硒内标的方法，可以有效地消除体积误差、信号波动等一系列影响. 经过有证标准物质验证，方法具有良好的准确度和精密度，可以满足土壤类样品同时测定硼、磷、钾、钠元素的需要.参考文献：Zarcinas B A, Cartwright B. Acid dissolution of soilsand rocks for the determination of boron by induct-ively coupled plasma atomic emission spectro-［ 1 ］metry [J ]. Analyst ，1987，112 （8）：1107-1112.肖凡, 张宁, 姜云军, 等. 密闭酸溶-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地球化学调查样品中硼[J ].冶金分析，2018，38（6）：50-54. [XIAO Fan, ZHANG Ning, JIANG Yunjun, et al. Determination of boron in geochemical survey sample by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry after acid dissol-ution in closed system [J ]. Metallurgical Analysis ，2018，38 （6）：50-54.]［ 2 ］李冰, 马新荣, 杨红霞, 等. 封闭酸溶-电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定地质样品中硼砷硫[J ]. 岩矿测试，2003，22（4）：241-247. [LI Bing,MA Xinrong, YANG Hongxia, et al. Determination of boron, arsenic and sulfur in geological samples by in-ductively coupled plasma atomic emission spectro-metry with sample treatment by pressurized decom-position [J ]. Rock and Mineral Analysis ，2003，22 （4）：241-247.]［ 3 ］第 1 期黄浩，等：电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤样品中的硼、磷、钠、钾的方法研究51魏双, 王力强, 郑智慷, 等. 微波消解-电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤样品中的硼[J ]. 地质调查与研究，2019，42（4）：256-258. 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Simultaneous determination of boron, arsenic and sulfur in geological samples by acid dissolution of electric heating plate-inductively coupled plasma atomic emission spectrometry [J ].China Resources Comprehensive Utilization ，2020，38（8）：19-21.]［ 11 ］52分析测试技术与仪器第 30 卷。
电感耦合等离子体发射光谱法测定铝锭中12种杂质元素
电感耦合等离子体发射光谱法测定铝锭中12种杂质元素摘要：采用加热板前处理，电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）对铝锭中硅、铁、铜、锰、镁、铬、镍、锌、钒、钛、锆、镓等12种杂质元素进行定量分析。
通过基体匹配，选择仪器最佳工作条件，被测元素的检出限为0.001～0.007 μg/mL，工作曲线的相关系数大于0.999，测定值与标准值吻合，回收率为94.0%～108.0 %，相对标准偏差小于4.0%。
该方法简便快速，检出限低，精密度和准确度满足铝锭中杂质元素的检测要求，具有较强的实用性和可操作性，可适用于铝锭中杂质元素的测定。
关键词：ICP-AES；铝锭；杂质元素；基体匹配铝锭作为重要的工业原料，广泛应用于机械、航空、型材合金、食品包装、电缆电线、耐火材料、催化剂载体、阻燃剂、精密电子工业以及尖端科学等众多工业和科研部门[1]。
牌号不同的铝锭中硅、铁、铜、锰、镁、铬、镍、锌、钒、钛、锆等元素的含量各异，由于各元素含量直接影响到材料的性能。
目前，铝锭中杂质元素主要以化学分析方法[2-3]，其分析过程繁琐，时间长，操作困难。
本文采用ICP-AES法，对各工作参数进行研究，确定了铝锭中12种杂质元素的测定。
1 实验部分1.1 仪器及工作条件JY2000-2型电感耦合等离子体发射光谱仪(HORIBA)：光谱范围:120～800 nm，光栅刻线:2400条/mm，振荡频率:40.68MHz，功率:1200 W，反射功率:≤5 W，等离子体载气流量:0.6 L/min,冷却气流量:12 L/min，辅助气流量:0.2 L/min，矩管:三管同心石英矩管，石英玻璃同心雾化器:1.0mL/min，蠕动泵进样量:2.5mL/min，积分时间:3s。
1.2 试剂铝基体溶液：2.5 mg/mL,用99.99 %标准铝配制;硅、铁、铜、锰、镁、铬、镍、锌、钒、钛、锆、镓标准溶液，500或1000 μg/mL(钢铁研究总院);硝酸、盐酸均为优级纯（西陇化工）。
微波消解—电感耦合等离子体原子发射光谱法测定富钛料中14种杂质元素
微波消解—电感耦合等离子体原子发射光谱法测定富钛料中14种杂质元素成勇【摘要】以HF、HNO3和HC1的混酸(VHF∶VHNO3∶ VHCl=1∶6∶3)为消解试剂,采取斜坡升温方式,在优化的消解程序下对样品进行微波消解,消解液以水定容后采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Si、Al、Mn、P、Cu、Co、Cr、Ni、V、As、Cd、Pb、Ca、Mg等14种杂质元素含量.考察了样品的最佳消解条件和光谱干扰情况.结果表明,样品采用以5 min升温至130℃并保持3 min,再以5 min升温至200℃并保持10 min的消解程序消解的效果最好；选择合适的光谱线作为被测元素的分析线并采用基体匹配及同步背景校正法可以消除钛基体影响和谱线的重叠干扰.方法的检出限为5 μg/L(Mg)～60μg/L(Si),背景等效浓度为4 μg/L(Mg)～55 μg/L(Si),用于测定富钛料中上述元素,相对标准偏差(RSD,n=8)≤6.5％,加标回收率在95％～108％之间.%The samples were digested by microwave under optimized digestion procedure with ramped temperature program using mixed acid (Vhf : Vhno3: Vhci = 1 : 6 : 3) as digestion reagent. After the digestion solution was diluted to the mark with water, the content of fourteen impurities including Si, Al, Mn, P, Cu, Co, Cr, Ni, V, As, Cd, Pb, Ca and Mg was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). The optimal digestion conditions and spectral interference for sample was investigated. The results showed that the optimal digestion procedure was as follows; increasing the temperature to 130 ℃ within 5 min and keeping for 3 min, and then increasing the temperature to 200 ℃ within 5 min and keepingfor 10 min. The titanium matrix effect and spectral overlapping interference were eliminated by selecting the proper spectral lines as the analytical lines for testing elements, matrix matching and synchronous background correction method. The detection limit of method was 5 μg/L (Mg)-60 μg/L (Si). The background equivalent concentration was 4 μg/L (Mg)-55 μg/L (Si). The proposed method was applied to the determination of fourteen impurity elements in titanium-rich material. The relative standard deviation (RSD,n = 8) was not larger than 6.5%, and the recoveries of standard addition were between 95 % and 108 %.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】5页(P59-63)【关键词】电感耦合等离子体原子发射光谱法;微波消解;富钛料;杂质元素【作者】成勇【作者单位】攀钢集团研究院有限公司,四川成都 611731【正文语种】中文【中图分类】O657.31钛工业的优质原料金红石（TiO2含量为95%～96%）逐渐枯竭，因此从钛铁矿富集钛的方法研究成为热点。
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锰矿石中主次量元素
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锰矿石中主次量元素张艳;吴峥;张飞鸽;雒虹【摘要】传统的化学分析方法分析矿石中主次量元素流程长,效率低.受干扰影响大,耗费大量人力物力,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定技术对锰矿中的主次量元素进行了研究,主要测定了铝、铜、钙、铁、钾、镁、锰、钠、镍、磷、钛、锌等13种元素的含量.仪器采用射频功率1 150 W,雾化器流速为0.70 L/min,辅助器流速0.50 L/min,观测高度12 mm的测定条件.采用硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸四酸溶矿,实验表明,溶液中分别共存200 mg/L以下的钾、钠、钙、镁、钒、锰,对各微量元素的测定基本没有干扰.分析方法的检出限0.0002％～0.0065％.相对标准偏差(RSD)＜3.7％.均符合DZ/T0130-2006地质矿产实验室测试质量管理规范中精密度和准确度的控制指标.【期刊名称】《中国无机分析化学》【年(卷),期】2014(004)001【总页数】5页(P41-45)【关键词】锰矿石;电感耦合等离子体原子发射光谱法;主次量元素【作者】张艳;吴峥;张飞鸽;雒虹【作者单位】陕西省地质矿产实验研究所,西安710054;陕西省地质矿产实验研究所,西安710054;陕西省地质矿产实验研究所,西安710054;陕西省地质矿产实验研究所,西安710054【正文语种】中文【中图分类】O657.31;TH744.10 引言锰矿作为地质、冶金、轻工、化工等工业生产的主要原材料之一，它除了主要含有锰、铝、铁、钙、镁、钾、钠、磷、钛等主次量元素外还含有铜、钴、镍、铅等多种微量甚至有害元素，不同的部门根据不同的用途对锰矿产品有不同的质量要求，因此准确测定其中各元素含量对其有效利用不同品质的锰矿产品有一定的指导作用[1-7]。
在地质行业是地质矿产行业标准DZ/T130—2006来控制锰矿石的质量标准。
本文拟定了锰矿石中铝、钙、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、磷、钛、锌含量的测定方法。
微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定脱硝催化剂中13种元素
摘 要:脱硝催化剂中各元素是评估和改善催化剂 效 能 的 重 要 研 究 对 象,准 确、快 速 地 测 量 其 中各元素含量,对催化剂性能评价、失活与再生、催 化 剂 中 毒 等 深 入 研 究 具 有 重 要 意 义.采 用 微波消解在酒石酸Ｇ氢氟酸Ｇ硝酸体系中消解试样,结合动态背景校正技术,采用基体匹配法 消 除 基 体 效 应 ,在 选 定 的 最 佳 分 析 谱 线 和 仪 器 合 适 的 工 作 条 件 下 ,使 用 电 感 耦 合 等 离 子 体 原 子 发 射光谱法(ICPＧAES)测定钒、钨、钼、硅、铝、钙、钡、铁、锰、铬、镁、磷、砷,从而建立了电感耦 合 等离子体原子发射光谱法同时测定脱硝催化剂中 １３ 种 元 素 的 分 析 方 法.在 各 元 素 线 性 范 围 内,校准曲线的线性相关系数均在０������９９９以上;方法中各元素检出限为 ０������００１％ ~０������０２１％(质 量 分 数 ). 实 验 方 法 用 于 测 定 脱 硝 催 化 剂 样 品 中 钒 、钨 、钼 、硅 、铝 、钙 、钡 、铁 、锰 、铬 、镁 、磷 、砷 , 结果的相对标准偏差(RSD,n＝７)均小于２������０％,加 标 回 收 率 在 ９４％ ~１０３％ 之 间.按 照 实 验 方法测定３个脱硝催化剂样品中１３种元素,同 时 采 用 其 他 方 法 进 行 比 对(其 中 钼、钨、硅、钒、 铝、钡、钙采用国家标准 GB/T３１５９０—２０１５X 射线荧光光谱法测定;镁、铁、铬、磷、锰、砷采用 国家标准 GB/T３４７０１—２０１７电感耦合等离子体原子发射光谱法测定),测定结果相符合. 关 键 词 :微 波 消 解 ;电 感 耦 合 等 离 子 体 原 子 发 射 光 谱 法 ;脱 硝 催 化 剂 ;二 氧 化 钛 ;五 氧 化 二 钒
电感耦合等离子体发射光谱法同时测定玻璃中铝钙铁钾镁钠钛硫
电感耦合等离子体发射光谱法同时测定玻璃中铝钙铁钾镁钠钛硫杜米芳【摘要】通过选择分析谮线、处理样品方法和消除干扰因素等实验,建立了电感耦合等离子体发射光谱法同时测定玻璃中的Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O、TiO2和SO3的方法,克服了利用常规化学法测定玻璃中各氧化物步骤繁琐、耗时长、工作量大的不足.方法的回收率为95.0%～103.0%,精密度(RSD,n=10)为0.20%～1.72%.方法具有快速、简便、线性范围宽等优点,分析误差满足常规化学分析法的要求.用于钠钙硅玻璃及其制品的分析,结果令人满意.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2008(027)002【总页数】3页(P146-148)【关键词】氧化物同时测定;电感耦合等离子体发射光谱法;玻璃【作者】杜米芳【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南,洛阳,471039【正文语种】中文【中图分类】O657.31随着玻璃在建筑、装饰等领域的广泛应用，各个厂家对于玻璃的品种与质量要求越来越高。
Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、S含量的不同对玻璃产品的质量和性能有着重要的影响，其中测定玻璃中Fe、S的含量对控制熔窑参数和提高玻璃的熔制质量有指导作用。
各厂家对于玻璃中以上8种元素的含量控制越来越精确、严格。
目前对于硅酸盐玻璃中Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Ti、S含量的测定，国标[1]规定：Al2O3采用乙酸锌反滴定法；CaO、MgO采用EDTA络合滴定法和原子吸收光谱法；总Fe采用分光光度法和原子吸收光谱法；K2O、Na2O采用原子吸收光谱法和火焰光度法；TiO2采用分光光度法；SO3采用硫酸钡重量法。
在采用国标[1]方法测定一个样品中的多个元素时，操作繁琐，工作量大，耗时长。
电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)可以用于多元素的同时测定[2-8]，如玻璃中各氧化物含量的测定[9-14]。
文献中使用碱熔法-ICPOES测定，不足之处在于溶解样品操作繁琐，而且碱熔样品的盐分含量较高，不利于ICP-OES的测定；有的方法仅能测定玻璃中的单个或少数元素。
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1. 3
试验方法
称取纯硅试样 0. 500 0 g 于 100 mL 铂金皿中 , 加水湿润 , 加入 2. 5 g L - 1 甘露醇溶液0. 5 mL , 氢 氟酸 10 m L, 缓缓滴加硝酸 ( 1+ 1) 直至样品溶解。 约 10 min 后 , 将铂金皿置于低温电热板上加热蒸发 至 5 mL 左右, 取下稍冷, 加入盐酸 5 mL , 水 5 mL , 水浴加热溶解残渣。冷却后移入 50 mL 石英 容量
SONG Wu yuan1 , ZHANG Gui guang2 , ZHENG Jian guo1
( 1. Guangz hou Entr y Ex it I nsp ection and Quar antine Bur eau, Guangz hou 510623, China; 2 . Shaoguan E ntr y Ex it I nsp ection and Quar antine Bur eau, Shaog uan 512023, China)
Ni Cu Ti Mn As B V Zr ( / mg L- 1 )
试剂为优级纯, 水为去离子水。 根据 ICP 光谱法线性范围及纯硅样品中杂质 含量范围 , 按表 1 配制标准系列溶液, 标准溶液的介 质为 5% ( 体积分数) 盐酸, 见表 1。
表1
Tab. 1
标准溶 of standards added i n the preparation of cal ibrati on curves
1 2 1
2. 广东省韶关出入境检验检疫局 , 韶关 512023)
研究了纯硅中微量和痕量杂质元素铝、 钙、 铁、 锰、 磷、 铬、 铜、 镍、 钛、 钒、 锆、 砷和硼等电
感耦合等离子体原子发射光谱 ( ICP AES) 的同时测定方法 , 样品以硝酸、 盐酸和氢氟酸挥硅处理 方法 , 在样品处理过程中 , 加入适量的甘露醇能够抑制硼的挥发 。在优化选定的仪器条件和介质中 测定纯硅样品和纯硅标准样品。 纯硅样品中 13 个杂质元素的回收率均在 92. 0% ~ 105. 0% 之 间, 相对标准偏差均小于 5. 0% 。
关键词 :
ICP AES; 纯硅; 13 种杂质元素
文献标识码 : A 文章编号 : 1001 4020( 2005) 11 0806 03
中图分类号 : O 657. 31
ICP A ES DET ERM INAT ION OF 13 IM PU RIT Y EL EM ENT S IN PU RE SIL ICON
806
理化检验 - 化学分册
宋武元等 : 电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定纯硅中硼等 13 个杂质元素
定。为了控制低沸点元素在纯硅挥硅的样品处理过 程中造成损失, 本方法选择加入适量甘露醇的样品 处理方法 , 用 ICP AES 法同时 测定纯 硅中 铝、 钙、 铁、 锰、 磷、 铬、 铜、 镍、 钛、 钒、 锆、 砷和硼等微量和痕 量杂质 元 素, 通过 与标 准样 品 NIST SRM 57a 比 较, 结果满意。
Abstract: A study on the I CP A ES deter minatio n of 13 impurit y elements in pur e silico n w as made and a
met ho d of determinatio n w as descr ibed in this pa per. T he silicon sample w as disso lv ed in nitr ic acid and hydrofluoric acid under heat ing , and an appr opriate amount o f mannitol w as added to pro tect bor on, phosphor us and ar senic fro m volatilization. Silico n was ex pelled by evapor atio n and the solution w as finally taken up by H Cl. T he interfer ences o f co ex isting elements wer e studied and suitable medium of analysis and w or king co nditions of the spectr ometer wer e optimized. Feasibility o f the pro po sed metho d w as ev aluated by its applicatio n to the analy sis o f a cer tified reference material ( SR M 57a) , and the r esults obtained wer e in consist ency w ith the cer tified v alues. RSD s ( n= 11) obtained in the analysis o f all these elements wer e found to be less than 5. 0% and recov eries tested wer e in the rang e fro m 92. 0% t o 105. 0% .
硼的作用 , 使微量元素硼在挥硅过程中不易挥发损 失。按试验方法对纯硅样品进行溶样处理 , 考察甘 露醇溶液的加入量对纯硅样品中易挥发的微量元素 硼、 砷和磷测定的影响 , 如图 1。由于纯硅样品中硼 的含量均小于 100 g g , 有机试剂的存在可能 改变样品溶液粘度等因素[ 8] , 对分析结果产生影响, 本方法选择加入 2. 5 g L - 1 甘露醇溶液 0. 5 m L。 从图 1 中可以看出甘露醇溶液的加入 , 也有利于纯 硅样品中微量元素砷和磷的测定。 2. 3 酸效应 样品溶液的酸度对微量元素的准确测定影响比 较大。本法考察了 6 mo l L 盐酸加入量对纯硅 样品中微量和痕量杂质元素信背比测定的影响, 试 验结果表明, 样品中微量元素钒、 锰和铜酸效应比较
[ 2~ 4] [ 5, 6]
中只要求检测纯硅中铝、 铁和
钙的化学成分 , 硅含量是以 100% 减去纯硅样 品中 铝、 铁和钙含量之和来确定, 其中铝和铁的分析采用 分光光 度 法 测定 , 钙 的分 析 采用 容 量 法测 定 , 其
收稿日期 : 2005 06 30 作者简介 : 宋武元 ( 1965- ) , 男 , 安徽桐城人 , 高级工 程师 , 主要 研究方向是原子光谱分析。
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Anal yt. spectral li ne and detection li mit of each element 分析线波长 An alyt . spect ral l ine ( / nm) 259. 940 308. 215 317. 933 213. 618 267. 716 341. 476 324. 754 334. 941 257. 610 228. 812 208. 959 292. 401 339. 198 级次 O rder 129 109 105 157 126 098 103 104 130 177 160 115 102 检出限 D et ection lim it ( / m g L - 1) 0. 003 7 0. 019 0. 002 5 0. 032 0. 002 6 0. 002 4 0. 004 2 0. 004 8 0. 002 1 0. 023 0. 042 0. 008 9 0. 008 6
Keywords: I CP A ES; 13 Impur ity elements; Pure silicon 纯硅是一种重要工业原料 , 广泛应用于计算机、 通讯、 光导纤维、 半导体材料、 太阳能电池等高科技 行业 , 其杂质含量决定了纯硅的品级, 严重影响产品 质量 和 加 工 成 品 的 物 理 性 能。 国 家 标 准 GB/ T 14849- 1993 方法
瓶中 , 用水稀 至刻 度。在 选定 的仪 器条 件下 进行 ICP A ES 测定 , 计算出各元素 的相应浓度 , 随同样 品做试剂空白。
2
2. 1
结果与讨论
分析线及检出限 根据全谱仪每个元素可同时选择多条谱线的特
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试验部分
仪器与工作条件 T JA 电感耦合等离子体原子发射光谱仪
点, 同时考虑到共存元素的相互干扰, 每个元素先选 择 2~ 4 条谱线进行测定 , 最后选择出合适的分析线 及扣背景点 , 分析线及检出限见表 2。离峰扣背景 点左均为 2, 右均为 14, 测定宽度均为 3 。
2. 2
甘露醇溶液加入量 纯硅中微量硼等是易挥发元素 , 甘露醇有络合
标准系列号 N o. of st andard series 1 2 3 4 5
每标准点中各元素的浓度 Concn . of t he elemen t s in each st andard test sol Fe, A l 0 1. 0 5. 0 25. 0 50. 0 Ca 0 1. 0 5. 0 15. 0 30. 0 M n, P, Cr, Cu, Ni , Ti, V , Zr, A s, B 0 0. 1 0. 5 1. 0 10. 0
表 2 元 素的分析线及检出限
Tab. 2 元素 Elemen t Fe Al Ca P Cr
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Advant ag e IRIS 型双向观测全谱直读光谱仪 , 中阶梯光栅二维色散系统, CID 电荷注射式固体检 测器 , 共有 512 ! 512 检测 单 元, 波 长范 围 170 ~ 900 nm, 带有 T hermoSpec/ CID 分析软件。 仪器 最 佳 工 作 条 件: RF 发 生 器 的 功 率 为 1. 05 kW, 冷却气流速为 10 L min , 辅助气流量 为 1. 0 L min- 1 , 载气流量为 0. 5 L min- 1 , 选用 水平观测方式, 积分时间: 长波为 10 s, 短波为 5 s 。 元素的分析线波长见表 2。 1. 2 试剂及标准系列的配制 标准储备液 : 1. 000 0 g L 甘露醇溶液 : 2. 5 g L - 1