基体改进剂在原子吸收分析中的原理
基体改进剂在石墨炉原子吸收中的应用
前言自从四年前引入石墨炉原子吸收分析法以后,在许多实验室中已经发展成为一种常规的分析方法。
石墨炉法重要的优点之一就是对许多药品不需特殊的制备。
通常液体药品可不用预处理直接注入石墨炉。
然而,有时机体与分析物相结合,尤其是低挥发的基体组分或高挥发性的分析物,在灰化阶段即要分离基体干扰又要使分析物不挥发几乎是不可能。
对这些复杂样品的分析有时可将一种简单的试剂加入到样品中直接注入石墨炉,使其在干燥或灰化阶段改变其化学性质。
在石墨炉原子吸收法中把这些化学操作统称为"基体改进"。
基体改进剂常具有一个或两个目的：〔1降低分析物的挥发以避免在灰化阶段的损失；〔2提高基体的挥发以促进它在原子化之前被消除。
第1章石墨炉原子吸收分析中的基体改进技术1.1基体改进技术的应用范围石墨炉原子吸收分析一般比火焰原子吸收分析的绝对灵敏度高3个数量级,现已广泛应用于农业、生物、环境、食品、地质、工业和冶金等领域。
但是石墨炉原子吸收分析尚存在许多干扰问题,特别是生物和环境样品中痕量金属元素的测定中,基体干扰还很严重。
关于控制和消除干扰的方法,概括起来主要有背景校正技术、石墨管改进技术、预分离富集技术、基体改进技术等,这些技术均可在一定范围内不同程度地消除基体干扰,提高分析灵敏度和改善分析精确度。
石墨炉原子吸收分析测定基体复杂的生物和海水样品中易挥发的金属元素时,背景吸收和灰化损失将严重干扰测定。
如果待测元素和基体成分挥发性差别较大时,可采用选择性挥发技术。
但若挥发性相近或共挥发,则需要采用由Ediger于1973年提出的基体改进技术[1]。
所谓基体改进技术,就是往石墨炉中或试液中加入一种化学物质,使基体形成易挥发化合物在原子化前驱除,从而避免待测元素的共挥发；或提高待测元素的挥发温度以防止挥化过程的损失。
1．2基体改进剂的类型Ediger首先提出了Ni<NO3>2和NH4〔NO32等无机试剂可作为基体改进剂用于石墨炉原子吸收测某些金属元素以来,随着人们在分析中不断试验应用,到目前,基体改进剂约有60余种。
基体改进剂的作用及其原理
基体改进剂的作用及其原理1.引言1.1 概述基体改进剂是一种能够提高基体材料性能的添加剂。
基体材料是指在复合材料中起到支撑作用的主体材料。
通常情况下，基体材料的强度和耐候性可能存在一些局限，这就限制了复合材料在各种应用领域的应用范围和性能。
基体改进剂的作用是通过改善基体材料的性能，使其具备更好的强度和耐候性。
具体来说，基体改进剂可以提高基体材料的强度，使其具备更好的承载能力和抗压能力。
同时，基体改进剂还可以增加基体材料的耐候性，使其能够更好地抵御外界环境的侵蚀和变化。
基体改进剂的原理主要包括改善基体材料的结构和优化基体材料的化学性质。
通过向基体材料中添加合适的改进剂，可以改变基体材料的结构，使其具备更好的强度和稳定性。
同时，基体改进剂还可以优化基体材料的化学性质，使其能够更好地适应不同的应用环境和工作条件。
总之，基体改进剂在复合材料中起到了至关重要的作用。
通过改善基体材料的强度和耐候性，基体改进剂使得复合材料能够更好地满足不同领域的需求。
未来，随着科技的不断进步和应用需求的不断增长，基体改进剂的发展将继续迎来新的突破和创新，为复合材料行业带来更多的应用机会和发展空间。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将主要分为三个部分，包括引言、正文和结论。
具体结构如下：引言部分将对基体改进剂的作用及其原理进行概述，并明确文章的目的。
正文部分将从两个方面来阐述基体改进剂的作用和原理。
首先，2.1 基体改进剂的作用部分将讨论基体改进剂对提高基体的强度和增加基体的耐候性的影响。
其中，2.1.1 将重点探讨基体改进剂如何提高基体的强度，而2.1.2 将详细介绍基体改进剂如何增加基体的耐候性。
接下来，2.2 基体改进剂的原理部分将分别介绍基体改进剂如何改善基体的结构和优化基体的化学性质。
具体来说，2.2.1 将讨论基体改进剂通过改善基体的结构来提升其性能，而2.2.2 将阐述基体改进剂对基体化学性质的调控机制。
最后，在结论部分，将对基体改进剂的作用进行总结，并对其未来的发展进行展望。
抗坏血酸基体改进剂—石墨炉原子吸收法测定尾矿砂中铂
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ，２ ０ ０ ３
抗 坏 血 酸基 体 改 进 剂 一 石 墨炉 原 子 吸 收 法 测 定 尾矿 砂 中铂
周方钦① 黄玉安 杨 柳 龙斯华
（ 湘 潭大学 化学 学院 湖 南省湘 潭市 ４ １ １ １ ０ ５ ）
摘
要
本 文 以抗 坏 血酸 （ Ｖ ｅ ） 为基 体改 进 剂 ， 建 立 了石 墨 炉原 子吸 收 法 直接 测 定 尾矿 砂 中微 量 铂 的 方法 ， 并
在选定 的条件下 ， 以抗坏 血 酸 为 基 体 改 进 剂 时 ， 以 下 含 量
（ ｇ・ｍＩ ） 的 共存 离子 不 干扰 测 定 ： Ｎａ （ １ ５ ０ ０ ） ， Ｍｇ 抖、 Ｋ （ １ ０ ０ ０ ） ， Ａ１ ”、 Ｎｉ 抖、 Ｃｄ （ ５ ０ ０ ） ， Ｐ ｄ 件
（ ４ ０ ０ ） ， Ｆｅ 。 、 Ｚｎ （ Ｉ Ｏ Ｏ ） ， Ａｕ 。 ＋ Ｃｕ （ ５ ０ ） 。
式为峰面 积 ； 进样 体 积 ２ ０ ／ ａ Ｌ。石
表 １ 石 墨 炉工 作 条件
墨 炉 工 作 条 件 如 表 １所 示 。 ２ ． ３ 测 定方 法
于 １ ０ ｍＩ 塑料 定量管 中 ， 移人一 定量铂标准 溶液 （ 或铂试液 ） ， 加 入抗坏血 酸溶 液 ｌ ｍＬ ， 用 水稀 释至刻度 ， 摇 匀 。 以试 剂 空 白为 参 比 ， 在 选 定 的 仪 器 工作 条 件 下 测 定 吸 光 度 。
对 不 同基 体 改进 剂 的 作用机 理 作了 初步探 讨 。此方 法 的特 征质 量为 １ ． ３ ×１ ０ － １ 。 ｇ ； 检 出限 为 １ ． ９ ×１ ０ 。 ｇ ；
线 性 范 围为 ２ —５ ｏ ０ ｎ ｇ・ ｍＬ＿ 。 ； 样品 的 加标 回收 率 为 １ ０ ０ ． ７ 一１ Ｏ ４ ． ０
石墨炉原子吸收法测定食品中铅和镉的基体改进剂的研究
石墨炉原子吸收法测定食品中铅和镉的基体改进剂的研究摘要】目的建立石墨炉原子吸收法测定食品中微量铅和镉含量的方法。
方法分别用几种不同的基体改进剂，磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硝酸镁、硝酸铵以及磷酸二氢铵与硝酸镁的混合溶液观察不同条件下的检测信号和峰形,从而选择最适合的基体改进剂。
结果铅的最佳基体改进剂是1％的磷酸二氢铵, 1ng/mL-100ng/mL范围内线性良好,线性相关系数在0.995以上；检出限0.17ng/mL，加标回收率在86.7%-103.5%范围内。
检测镉时以1%磷酸二氢铵和0.5%硝酸镁的混合溶液作为基体改进剂，0.25ng/mL-5ng/mL的范围内线性良好,线性相关系数在0.995以上；检出限为0.01ng/mL，加标回收率在85.0%-102.5%范围内。
结论建立的石墨炉原子吸收法能准确灵敏地测定食品中微量铅和镉含量。
【关键词】铅镉石墨炉原子吸收法基体改进剂实验室检测铅和镉[1]常用的有可见分光光度法、火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法。
可见分光光度法是二硫腙法，灵敏度较低，只适用于样品中含量较高的组分；火焰原子吸收法的原子化效率太低，试液的利用率低（仅有10％）；石墨炉原子吸收一般比火焰原子吸收取样少，基态原子在测定区有效停留时间长，几乎全部样品参与光吸收，灵敏度可增加10～200倍，绝对灵敏度可达10－9～10－14g。
1 实验部分1.1 仪器SOLAAR M6 原子吸收分光光度计，循环水冷却装置和所需的供气钢瓶，铅空心阴极灯（Thermo Elemental），镉空心阴极灯（北京曙光明电子光源仪器有限公司），及千分之一分析天平，玻璃三角烧瓶，100mL容量瓶等。
1.2 试剂1)铅、镉标准溶液：1.00mg/mL(由国家标准物质研究中心提供)。
2)基体改进剂：分别称取NH4H2PO4 0.5、1.0、2.0、4.0克,溶解后定容于100mL的容量瓶中，配成0.5%、1%、2%、4%的溶液待用。
石墨炉基体改进技术
收(吸光度为0.15)，这样小的背景吸收信号很容易用背景校正器扣除。
用硝酸铵作改进剂可以消除第二组氯化物(NaCl，MgCl2，KCl)的干扰。
生物样品中的铅、铜、金和天然水中铅、锰和锌等元素的测定中，硝酸铵可降低和消除背景吸收干扰。
碱金属氯化物的干扰可以通过加入某些无机酸来降低。
硝酸可降低氯化钠对铅的干扰，是由于生成的氯化氢在干燥灰化过程中易被除去，而生成的硝酸钠背景吸收很小。
这是从降低氯化物引起的背景吸收角度来考虑的。
另一方面，硝酸的加入使铅转变成氧化物型而避免挥发性氯化铅所引起的挥发损失。
过渡金属氯化物的干扰，可用高沸点的酸来控制。
磷酸和硫酸之所以可消除氯化铜对铅和镍的干扰，是因为除了生成的氯化氢易挥发除去之外，生成的磷酸盐和硫酸盐的背景吸收很小。
钢铁中的铅在没有氢气存在时，铅以氯化物的形式挥发。
如果通入适量的氢气，则由于发生下述反应，生成了易挥发的氯化氢从而避免了铅的挥发损失。
FeCl3(g)+3/2H2(g)一Fe+3HCl一些作者在灰化阶段往石墨炉内气中掺入适量氢气或氧气，可降低原子化阶段的光散射与分子吸收干扰。
氧气的掺入将促使有机物的氧化，使有机物基体在灰化阶段完全烧尽。
例如，碳链长达C18的类脂化合物，当石墨炉的保护气体仅为氮气时，需要在750℃灰化热解，若掺入氧气(1：1)，只需在490℃灰化90 s 就足以将类脂化合物完全氧化。
从以上讨论可知，借加入适当的基体改进剂或掺入氢气或氧气，可使基体干扰成分形成易挥发的基体化合物，则降低了基体迅速分解的温度(T1)和背景可被氘灯扣除的最低灰化温度(T2)，保证T1<T3，T2<T3，故可降低背景吸收干扰。
基体形成难解离的化合物样品中过量氯化物对待测元素的吸收产生的化学干扰，大多是由于形成了较易挥发而在气相中解离不完全的待测元素氯化物造成的。
其决定性的因素是氯化物稳定性。
测定氯化物基体中的铅时，5μg氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡对铅产生抑制效应，其抑制程度正好按MgCI[Ed=(314±13) kJ／mol]，CaCl[Ed=(393±8)kJ／mol]，SrCl[Ed=(402±8)kj／mol]，BaCl[Ea =(444±8)kJ／mol]解离能增加的次序而降低。
基体改进剂对石墨炉原子吸收法测定钡的影响
万方数据
中
国环境监测
第２５卷第４期２００９年８月
由表３和表４可以看出，不加基体改进剂的 空白值无响应。根据表３的数据，用上述公式进 行计算得出：Ｌ＝３×０．０００３６２／０．９２５＝０．００１１８，检 出限为１．２，ｕｇ／Ｌ，测定下限是以４倍的检出限来 定，所以该方法的测定下限为５牡ｇ／Ｌ。测定上限 应以校准曲线弯曲处的重复实验结果来定，由于 实验过程中将校准曲线的最高点设为０．４ｍｇ／Ｌ 时，其校准曲线虽有弯曲，但弯曲不明显，因此将 该方法的测定上限定为０．４ｍｇ／Ｌ。 ４．３精密度和准确度Ｈ１ ４．３．１精密度 在同一实验室内，在添加和不添加基体改进
ａｒｃ
ｍｅｔｈｏｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ
ＵＳｅＳ
ｉｎ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ
ｗａｔｅｒ
ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ ｂａｒｉｕｍ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂａｒｉｕｍ；Ｇｇａｐｈｉｔｅ ｆｕｒｎａｃｅ ａｔｏｍｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；Ｍａｔｒｉｘ ｍｏｄｉｆｉｅｒ；Ｓｕｓｃｅｐｔｉｖｅｎｅｓｓ
３实验步骤
３．１仪器及试验条件的选择 所用玻璃器皿、聚乙烯容器、过滤器等均经洗 涤剂和硝酸洗刷或浸泡后用水冲洗干净备用。 原子吸收分光光度计及钡空心阴极灯，配石 墨炉和背景校正器。 ３．２确定最佳试验条件 以Ｏ．４，ｕｇ／ｍｌ¨ｏ的钡标准溶液进行试验。仪器 工作条件：检测波长５５３．６ｒｉｍ，灯电流１２．５ｍＡ，通 带宽度１．３ｎｍ，进样量２０，ｕｌ。升温程序见表１。钡 易形成碳化物，使用热解涂层石墨管。
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石墨炉原子吸收中基体干扰的产生和消除干扰的方法
石墨炉原子吸收中基体干扰的降低和消除摘要：石墨炉原子吸收光谱法中的干扰相对比较少，但在某些情况下也是不可忽视的。
石墨炉原子吸收光谱法中的干扰大体可分为物理干扰、电离干扰、光谱干扰及化学干扰四类。
其中化学干扰是主要的干扰来源。
它是选择性干扰，即对试样中各种元素的影响各不相同，亦称基体干扰。
离干扰元素。
后者能使被测元素得到富集，有利于提高测定灵敏度，但手续麻烦，所以加入消除基体干扰的方法有：加入集体改进剂（释放剂、保护剂和干扰缓冲剂）及利用化学分集体改进剂是降低或消除石墨炉原子吸收中基体干扰的主要手段。
Ediger首先提出了硝酸镍和硝酸铵等无机试剂可作为基体改进剂用于石墨炉原子吸收测定某些金属元素。
到目前，基体改进剂约有50余种，它们分为无机试剂、有机试剂和活性气体三种类型。
关键词：石墨炉基体干扰基体改进剂化学干扰一、前言电热源原子吸收光谱法即石墨炉原子吸收法以其固有的高灵敏度噁选择性成为生物和环境样品中测定痕量元素最有效的方法之一。
然而，问题在于样品由复杂和易变的材料组成。
在一个脉冲加热的电热原子化器中常常出现潜在的化学干扰影响。
这种化学干扰经常导致对原子吸收信号的抑制。
减少这种干扰的方法有：恒温炉，石墨平台，探针等。
样品在石墨炉中的化学处理四一种简单的减少干扰的方法，尤其在大量基体的样品中测定易挥发元素。
本文介绍了石墨炉原子吸收法中干扰的种类及消除干扰的方法，其中主要讲了化学干扰（基体干扰）的消除方法。
二、石墨炉原子吸收中基体干扰的产生和消除干扰的方法1 物理干扰及其消除方法物理干扰是指试样在转移，灰化和原子化过程中，由于试样任何物理性质的变化而引起的原子吸收信号强度变化的效应。
物理干扰属非选择性干扰。
物理干扰产生的原因在石墨炉原子吸收中,试样溶液的性质发生任何变化,都直接或间接的影响原子阶级效率。
如试样的粘度生生变化时，则影响吸喷速率进而影响雾量和雾化效率。
试样的表面张力和粘度的变化，将影响雾滴的细度、脱溶剂效率和蒸发效率，最终影响到原子化效率。
改良基体改进剂用于石墨炉原子吸收测定血铅的研究
( %)
ZK102 - 1 53 ±9 59 55 60 51 58 53 56. 0
3. 6
ZK102 - 2 232 ±16 230 221 229 223 223 224 226. 7
1 材料与方法 1. 1 仪器 AA7003 型原子吸收分光光度计 ,铅空心阴极灯 , 石墨管 ,自动进样器 ;实验所用器皿均用硝酸 (1 + 5) 浸泡过夜 , 用纯水冲洗干净 ,晾干备用 ;制备抗凝瓶 :取处理过的小玻璃瓶 加肝素钠 (5 gΠL) 40μl ,40 ℃烘干备用 。 1. 2 试剂 铅标准溶液 1 ml = 1 mg 铅 (国家标准物质中心) ;
本文通过选择样品消化剂和基体改进剂石墨管在处理样品时在石墨炉升温程序中的各个阶段通过升温模式温度和时间的设定选择蒸发样品中某些成份减少原子化过程中发生的干扰提高灵敏度提高数据的可靠性获得较高的回收率消除了基体干扰增加了铅信号的稳定性方法的检出限及精密度回收率均能满足卫生部的血铅临床检验技术规范要陈凤娟周自新莫宝庆等
Pb标回收 Pb标回收 ( %)
率 ( %) 率 ( %)
1 18. 5 69. 5 76. 4 10. 4 85. 4 87. 3 5. 7 94. 3 92. 7 2 19. 4 75. 0 70. 3 9. 6 83. 7 84. 8 2. 9 98. 4 100. 8 3 18. 9 76. 8 72. 9 8. 8 86. 5 85. 9 4. 3 95. 8 96. 7
2. 4 灰化温度的选择 选择合适的灰化温度清除基体 ,并保
持原子化器的铅以稳定形态存在 ,使原子化过程的干扰最小 。
按 1. 3. 3 仪器工作条件 ,其他条件不变 ,仅改变灰化温度 ,分别
测定加 40 ugΠl 的铅标的血样在不同灰化温度时的吸光度 ,结果
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基体改进剂在原子吸收分析中的原理
众所周知，在用石墨炉法测铅和镉时，为了减少灰化损失，一般在样品里添加了基体改进剂(也称之为：掩蔽剂)。
这个基改剂一般多采用磷酸二氢胺或磷酸氢二铵，分子式分别是：磷酸二氢铵(磷酸一铵) NH4 H2 PO4
磷酸氢二铵(磷酸二铵) (NH4)2 H PO4
在实践中，我认为使用磷酸氢二铵的效果要稍好于磷酸二氢铵;
干扰GFAAS分析的最常见物质是金属氯化物，如KCl、NaCl等，这类物质在样品中普遍存在，它们的沸点一般在500度以上，超过大多数易挥发性元素的沸点。
如Cd，在450度时就开始挥发。
为了避免灰化阶段损失分析原子，需要限制灰化温度，然而这样一来就无法在灰化阶段驱除氯化物。
加入NH4.H2.PO4(磷酸二氢铵)和加入(NH4)2.HPO4的机理是一样的，它们都与氯化物反应，生成氯化铵和磷酸二氢盐或者磷酸氢盐(化学方程式欠奉，LZ见谅)。
通常，氯化铵在300度左右挥发，便于在灰化阶段驱除，而无论是磷酸二氢盐还是磷酸氢盐，对分析元素的干扰都很弱，这就是这两种基体改进剂的机理。
关键在于对氯的结合，生成在低温就挥发的氯化铵。
显然磷酸氢二铵有两个铵离子，与氯离子的结合效率更高。
这大概就是磷酸氢二铵效果更好的原因吧。
我个人愚见如下：首先加入掩蔽剂后，具体的掩蔽原理是什么?
一种情况是掩蔽剂和基体反应后，生成的新的化合物，其沸点低于原子化温度，从而在原子化阶段只有待测元素，基体在灰化阶段已经挥发。
如果是这种情况的话，那就要看磷酸氢二铵和磷酸二氰胺分别和基体反应后生成的新化合物的沸点来看。
一般情况下磷酸氢二铵生成的化合物沸点较低，这也是为什么安老师觉得效果好的一个原因。