电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-aes)

1电感耦合等离子体原子发射光谱法 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）是以等离子体为激发光源的原子发射光谱分析方法，可进行多元素的同时测定。 样品由载气(氩气)引入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的中心通道，在高温和惰性气氛中被充分蒸发、原子化、电离和激发，使所含元素发射各自的特征谱线。根据各元素特征谱线的存在与否，鉴别样品中是否含有某种元素(定性分析)；由特征谱线的强度测定样品中相应元素的含量(定量分析)。 本法适用于各类药品中从痕量到常量的元素分析，尤其适用于矿物类中药、营养补充剂等药品中的元素定性定量测定。 1、对仪器的一般要求 电感耦合等离子体原子发射光谱仪由样品引入系统、电感耦合等离子体（ICP）光源、色散系统、检测系统等构成，并配有计算机控制及数据处理系统，冷却系统、气体控制系统等。 样品引入系统 按样品状态不同可以分为液体或固体进样，通常采用液体进样方式。样品引入系统由两个主要部分组成：样品提升部分和雾化部分。样品提升部分一般为蠕动泵，也可使用自提升雾化器。要求蠕动泵转速稳定，泵管弹性良好，使样品溶液匀速地泵入，废液顺畅地排出。雾化部分包括雾化器和雾化室。样品以泵入方式或自提升方式进入雾化器后，在载气作用下形成小雾滴并进入雾化室，大雾滴碰到雾化室壁后被排除，只有小雾滴可进入等离子体源。要求雾化器雾化效率高，雾化稳定性高，记忆效应小，耐腐蚀；雾化室应保持稳定的低温环境，并需经常清洗。常用的溶液型雾化器有同心雾化器、交叉型雾化器等；常见的雾化室有双通路型和旋流型。实际应用中宜根据样品基质，待测元素，灵敏度等因素选择合 2适的雾化器和雾化室。 电感耦合等离子体（ICP）光源 电感耦合等离子体光源的“点燃”，需具备持续稳定的纯氩气流，炬管、感应圈、高频发生器，冷却系统等条件。样品气溶胶被引入等离子体源后，在6,000K～10,000K的高温下，发生去溶剂、蒸发、离解、激发、电离、发射谱线。根据光路采光方向，可分为水平观察ICP源和垂直观察ICP源；双向观察ICP光源可实现垂直/水平双向观察。实际应用中宜根据样品基质、待测元素、波长、灵敏度等因素选择合适的观察方式。 色散系统 电感耦合等离子体原子发射光谱的单色器通常采用光栅或棱镜与光栅的组合，光源发出的复合光经色散系统分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱。 检测系统 电感耦合等离子体原子发射光谱的检测系统为光电转换器，它是利用光电效应将不同波长光的辐射能转化成电信号。常见的光电转换器有光电倍增管和固态成像系统两类。固态成像系统是一类以半导体硅片为基材的光敏元件制成的多元阵列集成电路式的焦平面检测器，如电荷耦合器件（CCD）、电荷注入器件（CID）等，具有多谱线同时检测能力，检测速度快，动态线性范围宽，灵敏度高等特点。检测系统应保持性能稳定，具有良好的灵敏度、分辨率和光谱响应范围。 冷却和气体控制系统 冷却系统包括排风系统和循环水系统，其功能主要是有效地排出仪器内部的热量。循环水温度和排风口温度应控制在仪器要求范围内。气体控制系统须稳定正常地运行，氩气的纯度应不小于99.99％。 2、干扰和校正 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定中通常存在的干扰大致可分为两类： 3一类是光谱干扰，主要包括连续背景和谱线重叠干扰；另一类是非光谱干扰，主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰等。 因此，除应选择适宜的分析谱线外，干扰的消除和校正也是必须的，通常可采用空白校正、稀释校正、内标校正、背景扣除校正、干扰系数校正、标准加入等方法。 3、供试品溶液的制备 所用试剂一般是酸类，包括硝酸、盐酸、过氧化氢、高氯酸、硫酸、氢氟酸，以及混合酸如王水等，纯度应不低于优级纯。其中硝酸引起的干扰最小，是供试品溶液制备的首选酸。试验用水应为去离子水（电导率应小于0.056µS/cm）。 供试品溶液制备时应同时制备试剂空白，标准溶液的介质和酸度应与供试品溶液保持一致。 固体样品 除另有规定外，一般称取样品适量（0.1g～3g），结合实验室条件以及样品基质类型选用合适的消解方法。消解方法一般有敞口容器消解法、密闭容器消解法和微波消解法。微波消解法所需试剂少，消解效率高，对于降低试剂空白值、减少样品制备过程中的污染或待测元素的挥发损失以及保护环境都是有益的，可作为首选方法。样品消解后根据待测元素含量定容至适当体积后即可进行测定。 液体样品 根据样品的基质、有机物含量和待测元素含量等情况，可选用直接分析、稀释或浓缩后分析、消化处理后分析等不同的测定方式。 4、 测定法 分析谱线的选择原则一般是选择干扰少，灵敏度高的谱线；同时应考虑分析对象：对于微量元素的分析，采用灵敏线，而对于高含量元素的分析，可采用较弱的谱线。 定性鉴别 4根据原子发射光谱中各元素固有的一列特征谱线的存在与否可以确定供试品中是否含有相应的元素。元素特征光谱中强度最大的谱线称为元素的灵敏线。在供试品光谱中，某元素灵敏线的检出限即为相应元素的检出限。 定量测定 （1） 标准曲线法 在选定的分析条件下，测定不少于三个不同浓度的待测元素的标准系列溶液（标准溶液的介质和酸度应与供试品溶液一致），以分析线的响应值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，计算回归方程。除另有规定外，相关系数应不低于0.99。测定供试品溶液，从标准曲线或回归方程中查得相应的浓度，计算样品中各待测元素的含量。 在同样的分析条件下进行空白试验，根据仪器说明书的要求扣除空白干扰。 附 内标校正的标准曲线法 在每个样品(包括标准溶液、供试品溶液和试剂空白)中添加相同浓度的内标(ISTD)元素，以标准溶液待测元素分析线的响应值与内标元素参比线响应值的比值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，计算回归方程。利用供试品中待测元素分析线的响应值和内标元素参比线响应值的比值，从标准曲线或回归方程中查得相应的浓度，计算样品中含待测元素的含量。 内标元素及参比线的选择原则如下：内标元素的选择1）外加内标元素在分析试样中应不存在或含量极微可忽略；如样品基体元素的含量较稳时，亦可用该基体元素作内标；2）内标元素与待测元素应有相近的特性；3）同族元素，具相近的电离能。参比线的选择1）激发能应尽量相近；2）分析线与参比线的波长及强度接近；3）无自吸现象且不受其它元素干扰；4）背景应尽量小。 （2） 标准加入法 取同体积的供试品溶液4份，分别置4个同体积的量瓶中，除第1个量瓶外，在其它3个量瓶中分别精密加入不同浓度的待测元素标准溶液，分别稀释至刻 5度，摇匀，制成系列待测溶液。在选定的分析条件下分别测定，以分析线的响应值为纵坐标，待测元素加入量为横坐标，绘制标准曲线，将标准曲线延长交于横坐标，交点与原点的距离所相应的含量，即为供试品取用量中待测元素的含量，再以此计算供试品中待测元素的含量。

第４卷第２期　２０１４年６月　中　

Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ　ｏｕｒｎａｌ　国无机分析化学　ｏｆ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｖｏ１．４，ＮＯ．２　５０～５３　

ｄｏｉ：１０．３９６９ｌ／Ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—１０３５．２０１４．０２．０１４　

微波消解一电感耦合等离子体原子发射光谱法　

（ＩＣＰ—ＡＥＳ）测定高速工具钢中锰、磷、镍、铜、铬、钒　

何小虎　甘日星　韦莉　

（广西冶金产品质量监督检验站，南宁５３００２３）　

摘要高速工具钢为高碳高合金工具钢，常温下样品酸溶分解较为困难，因此建立了微波消解电感耦　合等离子体原子发射光谱法（ＩＣＰ—ＡＥＳ）测定高速工具钢中锰、磷、镍、铜、铬、钒的方法，利用微波消解提　高溶样的温度和压力，在王水、氢氟酸和硫酸介质中使样品充分消解，再用饱和硼酸溶液络合过量的氢　氟酸，基体匹配消除铁基体的影响，ＩＣＰ—ＡＥＳ法同时测定锰、磷、镍、铜、铬、钒的含量。测定高速工具钢　标准样品，测定值与标样值相吻合，方法的相对标准偏差在０．５５　～４．１％。加标回收率在９５．６　～　１１４．８　，满足测定要求。　关键词　微波消解；ＩＣＰ—ＡＥＳ；高速工具钢；基体匹配　中图分类号：０６５７．３１；ＴＨ７４４．１１　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—１０３５【２０１４）０２　０５０—０４　

Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｎｇａｎｅｓｅ，Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，Ｎｉｃｋｅｌ，Ｃｏｐｐｅｒ，　

Ｃｈｒｏｍｉｕｍ　ａｎｄ　Ｖａｎａｄｉｕｍ　ｉｎ　Ｈｉｇｈ＿－Ｓｐｅｅｄ　Ｔｏｏｌ　Ｓｔｅｅｌ　ｂｙ　ＩＣＰ＿－ＡＥＳ　

Ｔｏｇｅｔｈｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　

ＨＥ　Ｘｉａｏｈｕ，ＧＡＮ　Ｒｉｘｉｎｇ。ＷＥＩ　Ｌｉ　（Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔ　Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５３００２３，Ｃｈｉｎａ）　

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP—AES）测定铝合金中其它金属元素的研究

摘 要：本文采用电感耦合全谱直读等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）对未知元素组成和含量的铝合金中钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁的测定进行了研究，所测试的结果具有较好的精密度和准确度。

关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法 元素组成和含量 铝合金 钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁

一、引言

铝合金具有较高的强度，良好的塑性成形能力和机械加工性能，在航空工业中具有重要的应用前景[1-3]。铝合金中其它金属的含量，如金属元素钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁等，对其性质和应用具有很大的影响[3-6]。所以，准确测定铝合金中其它金属的含量显得尤为重要。对金属材料的成分进行表征分析，可以深入了解材料的组成元素及其内部构造，可以为我们更好地去研发设计复杂的金属材料提供依据[7]。为此必需建立一个快速、准确的分析方法，以控制其化学成分，使该材料获得良好的物理性能。

国内外常用和新发展的分析方法包括[7-13]：分光光度法、滴定分析法、原子光谱分析法、X射线荧光光谱法、电化学分析法、电感耦合等离子体质谱法、激光诱导等离子体光谱法、电感耦合等离子原子发射光谱法（ICP-AES）和石墨炉原子吸收法。一般铝合金中元素的测定分析方法采用ICP-AES和石墨炉原子吸收法[9， 14-18]。ICP-AES[19]作为一种新型的分析方法，较其它分析方法而言，具有灵敏度高、精密度好、线性范围宽、基体效应小、动态范围宽、快速简便并可同时进行多元素分析的优点，已成为铝合金常用的分析方法之一。

基于以上的背景调研，我们拟采用ICP-AES法对未知元素组成和含量的铝合金样品中其它金属元素的组成和含量进行研究，为铝合金材料的潜在应用和材料制备提供理论基础。通过查阅相关文献[3-5]，可以知道铝合金材料中可能含有的金属元素；因此，本文主要研究并测定了铝合金中可能存在的金属元素，如钛、铜、镁、锰、锌、铬、硅和铁的含量。

第４卷第３期　２０１４年９月　中国无机分析化学　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｖｏｌ＿４，ＮＯ．３　６，～９　ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—１０３５．２０１４．０３．００２　聚氨酯泡沫富集一电感耦合等离子体原子发射光谱法　（ＩＣＰ—ＡＥＳ）测定土壤及水系沉积物中铊含量　高倩倩　刘海波　刘永玉　张园　（厦门紫金矿冶技术有限公司，福建厦门３６１１００）　摘　要建立了一种以聚氨酯泡沫富集一电感耦合等离子体原子发射光谱法（ＩＣＰ—ＡＥＳ）测定土壤及水　系沉积物中铊含量的分析方法，利用正交实验，确定最佳实验条件，方法的检出限为０．０１　ｍｇ／Ｌ，对土壤　及水系沉积物标准物质的测定结果与推荐值相符，相对误差小于１Ｏ　，相对标准偏差（ＲＳＤ，ｎ一１０）在　１．９％～４．９％。　关键词ＩＣＰ—ＡＥＳ；聚氨酯泡沫；正交实验；铊；土壤；水系沉积物　中图分类号：０６５７．３１；ＴＨ７４４，１１　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—１０３５（２０１４）０３—０００６—０４　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈａｌｌｉｕｍ　ｉｎ　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｓｔｒｅａｍ　Ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ　ｂｙ　Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ。Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｕｓｉｎｇ　Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　Ｆｏａｍ　Ｐｒｅ—ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ＧＡＯ　Ｑｉａｎｑｉａｎ，ＬＩＵ　Ｈａｉｂｏ，ＬＩＵ　Ｙｏｎｇｙｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｙｕａｎ　（Ｘｉａｍｅｎ　Ｚｉｊｉｎ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，ＸｉａｍＰ”，Ｆｕｊｉａｎ　３６１１Ｏ０。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｌａｓｍａ　ａｔｏｍｉｃ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｆｏａｍ　ｐｒｅ—ｃｏｎｅ　ｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈａｌｌｉｕｍ（Ｔ１）ｉｎ　ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｓｔｒｅａｍ　ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｂｙ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａ［ｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｍｉｔ　ＷａＳ　０．０１　ｍｇ／Ｌ．　Ｔｈｅ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｆｏｒ　ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｓｔｒｅａｍ　ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎ　ｇｏｏｄ　ａｇｒｅｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｅｒｔｉｆｉｅｄ　ｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｅｒｒｏｒ　ｗａｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　１０　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ（ＲＳＤ，　一１０）　ｗａｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　１．９　～４．９　．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＩＣＰ—ＡＥＳ；ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｆｏａｍ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔｓ；ｔｈａｌｌｉｕｍ；ｓｏｉｌ；ｓｔｒｅａｍ　ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ　０　引言　铊是一种高度分散的稀有金属元素，在土壤矿　物中分布不均，且丰度很低。铊具有高毒性，是被我　国优先列入的有毒元素，随着大量矿产资源的开采　及矿石的加工冶炼，铊很可能进入土壤、水体、大气　等环境中ｌ＿１］。由于铊含量的不均匀性及其样品的复　杂性，因此一种合理的分离富集方法对铊的测定至　关重要。目前铊的分离富集方法主要有溶剂萃取、　离子交换、电化学萃取、沉淀法等，这些富集方法均　比较复杂，不便于操作且富集效果不甚理想ｌ＿２］。本　文采用以聚氨酯泡沫富集铊的方法，该法具有很高　的分离选择性及浓缩倍数，为土壤矿物中痕量铊的　测定奠定了基础，保证了测定结果的准确性和方法　的灵敏度。铊的测定方法主要有极谱法［３　］、分光光　度法＿５］、原子吸收光谱法［６。］及质谱法　等，质谱法　对铊的测定结果比较理想，但是仪器本身价格相对　昂贵。本文以ＩＣＰ—ＡＥＳ法结合聚氨酯泡沫富集对　收稿日期：２０１４—０３—３１　修回日期：２０１４—０４—１１　作者简介：高倩倩，女，助理工程师，主要从事矿物分析研究　Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｍｉｈｕｑｉａｎｑｉａｎ＠１２６，ｃｏｒｎ