连续光源火焰原子吸收光谱仪(HR - CS - FAAS)测定煤中的硫

ISSN1672-9064CN35-1272/TK1—氧气流;2—管式高温燃烧管;3—样品燃烧舟;4—气体净化系统;5—流量调节系统;6—红外检测系统;7—计算机控制处理系统;8—打印机图1仪器组成系统示意图作者简介:林大荣(1963~),1985年毕业于厦门大学化学系,学士,高级工程师。

多年来从事质量监督、节能减排、温室气体清单报告、碳核查、应对气候变化战略、洁净煤研究等,课题、论文获得省部级多项奖励,现为福建省华厦能源设计研究院有限公司副总工、能源研究所所长。

红外光谱法测定煤中碳、氢、全硫的研究林大荣(华厦能源设计研究院有限公司福建福州350001)摘要研究红外光谱法测定煤中碳、氢、全硫的测试原理、测定方法和检测过程,评价该仪器测试准确性、精密度和稳定性,指出红外光谱法检测中影响检测结果的注意事项和常见错误。

关键词红外光谱法检测煤中碳、氢、全硫含量中图分类号:P618.114文献标识码:A文章编号:1672-9064(2017)06-050-04煤炭作为我国最主要的化石燃料和化工原料,在今后相当长一段时间内依然无法改变。

2015年全国能源消费总量43.0亿t 标准煤,煤炭消费量就占64.0%,高达27.52亿t 标准煤、36.98亿t 原煤。

福建省生产原煤1531.77万t ,全年能源消费总量12179.97万t 标准煤,煤炭消费量就占50.5%,高达6151万t 标准煤;因此,推进煤炭的科学发展、洁净高效利用,刻不容缓。

碳和氢是煤的主要组成元素,测定煤中碳氢含量,对于了解煤的变质程度和煤的性质有重要意义。

在《中国煤炭分类》(GB 5751-2009)中,以干燥无灰基氢(H daf )作为划分无烟煤亚类的2项指标之一。

煤质分析计算煤的收到基低位发热量,氢是不可缺少项目。

在工业生产中,根据煤中碳氢元素含量来推算燃烧设备的理论燃烧温度以及计算锅炉燃烧中的热平衡。

在气化工业中,根据它们来计算煤炭气化时的物料平衡。

原子吸收光谱法原理1、光的简短历史人们可以追溯到17世纪，当时艾萨克-牛顿爵士发现，当白光通过玻璃棱镜时，会分解成其组成的光谱颜色[1]。

从这项工作中，他提出了光的体质理论（光由粒子组成的事实），而不是只具有波的性质，这为近两个世纪后的一些发现打开了大门。

英国化学家沃拉斯顿是第一个观察到太阳光谱中的暗线的人，这些暗线后来被称为弗劳恩霍夫线。

1832年，布鲁斯特得出结论，大气层中的原子蒸气吸收了来自太阳的一些辐射，从而探测到了这些线。

本生和基尔霍夫很快证明，每种化学元素在加热到炽热时都有一种特有的颜色或光谱（例如，钠（Na）的黄色；钾（K）的紫色）。

他们能够在实验室中重现在太阳光谱中观察到的黑线，从而能够通过发射光谱识别日冕中的吸收原子。

艾伦-沃尔什[2]，一位出生于兰开夏郡的物理学家，在20世纪50年代初的某个周日早晨，在他的花园里工作时，一个能解决巨大分析化学难题的想法突然出现在他的脑海中：如何通过光谱学精确测量金属元素的小浓度。

光谱学的正常程序是汽化一个元素并测量其发射光谱，但这种技术有缺陷，产生的结果不准确。

沃尔什决定测量吸收，而不是发射。

到了星期一早上的茶点，他表明这是可以做到的。

他又花了几年时间说服制造商使用原子吸收光谱法（AAS）来检测金属，但他最终成功了。

今天，大多数分析实验室都会拥有至少一台原子吸收分光光度计。

2、什么是原子吸收光谱？AAS是一种分析技术，用于确定样品中金属原子/离子的浓度。

金属占地球化学元素的75%左右。

在某些情况下，材料中的金属含量是可取的，但金属也可能是污染物（毒物）。

因此，测量金属含量在许多不同的应用中是至关重要的，我们将在本文的后面探讨。

现在只需要说，它在质量控制、毒理学和环境测试中找到了用途，仅举几例。

3、原子吸收光谱法的原理是什么？AAS的基本原理可以表述如下。

首先，所有的原子或离子都能吸收特定的、独特波长的光。

例如，当一个含有铜（Cu）和镍（Ni）的样品暴露在铜的特征波长的光下时，那么只有铜原子或离子会吸收这种光。

竭诚为您提供优质文档/双击可除火焰原子吸收光谱法实验报告篇一：火焰原子吸收光谱法测定污水中的铜实验报告中国xx:化学20xx年第xx卷第x期:1~《xxx科学》杂志社xxxxxxxxxxxpResssxxxxxxxxx论文火焰原子吸收光谱法测定污水中的铜*******学院广州510275*通讯作者,e-mail:***@摘要污水中的重金属含量是环境监测的重要指标之一。

本文采用火焰原子吸收光谱法（FAAs)测定了污水中的铜含量，当铜含量在0.01-1.20μg/mL范围内浓度与吸光度呈正比关系，工作曲线线性相关系数为0.9998，方法检出限为0.01μg/mL，R.s.D为3.8%。

实验结果表明：污水处理液样品中的铜含量为0.62±0.01μg/mL。

关键词火焰原子吸收污水铜含量引言由于工业化的发展，金属制品的制造与使用的广泛，使得各种金属元素普遍存在于各种污水（包括工业污水、生活污水和土壤液）之中。

随着工业的发展，对环境质量的损害也日益加大，因此国家对工业污水的排放制定了严密的检测要求，特别是其中的金属离子定性定量检测更是重要。

随着人口的快速增长和城市化进程的加快，生活污水的排放量剧增，若这些未经处理污水中含有过量的重金属元素，有可能与天然水体中的各种物质作用而被积聚，从而引起二次污染，甚至因被再次饮用而诱发癌症等疾病[2]。

土壤是生物生存的重要环境，土壤中各金属（特别是重金属）含量的高低可以从有益到带来麻烦甚至到受污染而产生剧毒，从而影响植物的生长和其周围的水质，最终直接或间接地影响人类的生活和健康，因此对土壤中重金属元素的监测至关重要[3]。

检测水中金属元素常用的方法有分光光度法、原子吸收法（AAs）、电感耦合等离子体原子发射光谱法（Icp-Aes）、离子色谱法等。

近半个世纪以来，原子吸收光谱法是广泛用于定量测定试样中[1]单独元素的分析方法。

其具有选择性级、灵敏度高、取样量少、简便快速等特点，目前也是测定水中金属元素常用的方法。

火焰原子吸收光谱法测定土壤中的铜铜是地壳中的重要组分，它在土壤中的生物有机过程中发挥着重要的作用。

由于土壤铜的含量变化范围很大，从几毫克每公斤到几百克每公斤不等，因此，对土壤中铜的测定一直是肥料学和土壤学研究的热点问题。

火焰原子吸收光谱法是定量分析铜的方法之一。

本文旨在介绍火焰原子吸收光谱（FAAS）法测定土壤中铜的原理和实验过程。

一、火焰原子吸收光谱（FAAS）法概述火焰原子吸收光谱法是一种实用的定量分析方法，它是利用激发态原子在其光谱线中的一次吸收来定量分析化合物浓度的方法。

根据激发原子的不同状态，原子吸收光谱法可以分为原子火焰吸收光谱法、汞灯原子吸收光谱法、等离子体吸收光谱法等。

在火焰原子吸收光谱法中，样品和一定浓度的激发剂溶液（碱金属或碱土金属）一起放入风扇吹打的狭窄的收尾火焰中，通过原子火焰使样品中的原子处于激发状态，并且吸收入射光。

由于激发态的原子吸收的波长与原子的种类有关，根据实验室测量到的原子火焰吸收光谱，可以推测出样品中存在的元素或化合物，以及其定性和定量分析。

二、铜测定1.实验组成FAAS用于测定土壤中铜的重要组成部分是以下几个：（1）样品：采用实验室提取的无离子水溶解的土壤样品，按照理化特性进行预处理。

（2）激发溶液：采用硼酸溶液（0.2 molL-1）为激发剂。

（3）收尾火焰：使用氧和甲烷气体为收尾火焰，以保证处理样品时间和原子火焰温度。

（4）检测仪：使用原子吸收光谱仪，可以测量收尾火焰温度、激发原子吸收光谱、原子火焰稳定性等参数。

2.试验步骤（1）取出一定量的土壤样品，使用氢氧化钠溶液将样品放入容器中，混合溶解。

（2）将试样和激发剂硼酸混合，得到测试溶液。

（3）将容器加热，使溶液挥发，这时，激发剂会将原子火焰处于激发状态。

（4）通过检测系统测量土壤中铜元素的原子吸收光谱，测量其吸收特征，以估算样品中铜的含量。

三、应用火焰原子吸收光谱法是一种常用的分析方法，其应用范围极其广泛。

鹤壁市鑫运仪器设备有限公司各种煤炭设备介绍测硫仪系列性能特点：定硫仪主要用于测定煤炭及各种矿物中全硫的百分含量，该仪器可供煤炭、电力、冶金和地质勘探等部门的实验室使用。

该定硫仪根据GB214-2003库仑滴定法原理设计，全部测试过程采用单片机自动控制，并对测试数据进行修正，显示煤中含硫的百分数，并打印该定硫仪由单片机自动控制，对测量条件造成的偏差可进行补偿修正，分辨率高。

自动控制炉流大小，自动判断滴定终点，自动开关电解，且不会出现过电解现象。

该定硫仪送样采用无触点开关，性能稳定可靠。

设定炉温及修正硫含量，通过键盘输入，无须打开机器。

该定硫仪技术参数：测硫范围：0-100％升温时间：＜25分钟测硫精度：符合GB/T214-1996要求分析时间：约3-5分钟分辨率：0.001％工作电源：AC220V±15％50Hz性能特点：定硫仪/，主要用于测定煤炭及各种矿物中全硫的百分含量，该仪器可供煤炭、电力、冶金和地质勘探等部门的实验室使用。

该仪器根据GB214-2003库仑滴定法原理设计，全部测试过程采用单片机自动控制，并对测试数据进行修正，显示煤中含硫的百分数(测试过程中显示硫的毫克数)，并打印测定结果。

该方法与目前采用的艾士卡重量分析法和高温燃烧中和法相比具有测定迅速、结果准确的优点。

性能特点：该测硫仪由单片机自动控制，对测量条件造成的偏差可进行补偿修正，分辨率高。

该测硫仪自动控制炉流大小，自动判断滴定终点，自动开关电解，且不会出现过电解现象。

该测硫仪送样采用无触点开关，性能稳定可靠。

设定炉温及修正硫含量，通过键盘输入，无须打开机器。

该测硫仪技术参数：测硫范围：0-100％升温时间：＜25分钟测硫精度：符合GB/T214-1996要求分析时间：约3-5分钟分辨率：0.001％工作电源：AC220V±15％50Hz性能特点灰熔测定仪该仪器专门用于煤灰熔融性测定的智能化仪器。

按照国标GB/T219-1996采用单片机自动控制升温速度，炉体可以自由旋转，取放样方便。

碳硫仪原理
碳硫仪的原理是根据碳硫仪的原理和特点，根据碳硫两种元素在自然界中的特性，以及碳硫两种元素的化学特性，经过实验研究而设计制造出来的。

碳硫仪主要用于测定煤、焦炭、泥炭、灰分和矿渣中的碳、硫两种元素，并用于煤质化验、煤质分析。

在测定煤炭、焦炭等固体物质中，灰分含量较高时，碳硫仪会影响测定结果。

因此，为了提高碳硫仪的测量精度和准确度，一般采用燃烧法来测定灰分。

燃烧法是利用高温火焰燃烧试样所产生的热量来测定试样中碳、硫两种元素含量的一种方法。

按照燃烧法测定煤中碳、硫两种元素的原理，对实验装置进行了改进和完善：将试样用坩埚装入炉内加热，在火焰上方加热；改变加热方式：从燃烧管中引出火焰，使之与样品接触；改变称样方式：改变样品称量，使之与样品完全接触；将坩埚移至反应炉内进行分析。

在实际应用中，由于燃烧法温度高，不易控制，因此常采用电化学方法来控制碳硫两种元素的分析结果。

通过电极反应来测定碳硫两种元素含量。

—— 1 —1 —。

原子吸收光谱仪背景校正方式及性能比较青岛食品李国栋近年来, 国内原子吸收光谱分析技术发展很快, 已成为各个领域检验工作的重要手段。

如何使用好原子吸收光谱仪器, 使其在检测工作中发挥更大的效能, 这是从事原子吸收光谱分析的广大分析工作者努力探求的目标。

在原子吸收使用过程中, 背景校正技术的应用对分析准确度的提高起着很重要的作用。

背景吸收干扰是原子化过程中,因样品基体物质产生的分子吸收和光散射而产生的。

背景吸收干扰一般采用扣背景的方式加以校正。

目前购买的商品原子吸收光谱仪具有不同方式的扣背景性能,采用最多的是氘灯校正、塞曼效应和自吸收校正三种。

不同扣背景方式的工作原理和适用范围区别较大。

原子吸收光谱法中扣除背景方法通常有三大类：连续光源校正背景，塞曼效应校正背景，空心阴极灯自吸效应校正背景。

(1)连续光源校正背景。

当待测元素波长在紫外波段(180-400nm)，采用氘灯或氘空心阴极灯。

波长在可见光及近红外波段时采用钨或碘钨灯，是现代AAS仪器应用较广泛的一种校正背景方法，最常见的是氘灯连续光源背景校正。

其原理是用待测元素空心阴极灯的辐射作样品光束，测量总的吸收信号，用连续光光源的辐射作参比光束并视为纯背景吸收，光辐射交替通过原子化器，两次所测吸收值相减因而使背景得到校正，这种方法有时产生背景校正不足或过度。

两种光源光强度要匹配，光斑要重合一致，但近年使用氘空心阴极灯可以克服这类不足之处。

(2)塞曼Zeeman效应校正背景是利用光源在磁场作用下产生谱线分裂的现象校正背景。

这种背景校正可有多种方法：可将磁场施加于空心阴极灯，可将磁场施加于原子化器，可利用横向效应，也可利用其纵向效应，可用恒定磁场，也可用交变磁场，交变磁场可分固定磁场和可变磁场强度。

一般用2磁场Zeeman背景校正，近年也有3磁场Zeeman背景校正。

Zee-man校正背景在GFAAS用得比较多，FAAS用得比较少。

塞曼效应扣背景适合全波段的元素分析,操作简单且扣背景能力强，测定结果稳定可靠。

高频感应炉燃烧红外吸收法连测定矿石中碳硫一、分析原理在助熔剂存在下，向高频感应炉内通人氧气流，使事业、试样在高温下燃烧，其中硫碳分别生成SO2 ，CO2气体进入红外吸收池，仪器可以自动分别测量SO2 。

CO2其对红外能的吸收，然后计算和显示结果。

本方法使用于金属和各种矿石中碳，硫0.001-10%的测定（注意：对于不同的矿石应用以之相应的标准来建线及系统校正。

）二、仪器及试剂2.1 HCS878A高频红外气体分析仪（附电子交流稳压器。

高频红外功力3.3kv.A ;频率18MHz ；检测器灵敏度0.0001% ；载气氧气99.9%；输入氧气压力245~255kPa;系统气体压力83kPa;分析时间25~40s）.2.2 陶瓷坩埚：直径24x24mm,使用前应在高于1000。

c妁烧1~1.5小时，取出冷却，放入干操器内备用。

2.3 摧化剂：无水过碌酸镁；烧颈石棉；玻璃棉；脱脂棉；镀铂硅胶。

2.4 助熔剂：低硫SO2 CO2底碳金属钨，锡；铁；2.5 矿石标样：选择和被测样品相似且硫，碳含量略大于样品含量的合格标准样品。

三、分析步骤3.1分析样品应在105。

C下烘干2小时以上，保证样品无水分。

3.2通过燃烧几个跟被测试样品相类似的样品来调整和稳定仪器，让仪器通人氧气反复循环几次，让仪器稳定。

3.3仪器校准。

择合适的矿石标准样品称取0.0300g于坩选埚中，加入0.3g 铁助熔剂；1.000g钨助熔剂；将坩埚放入炉子的支架上并升到燃烧位置，按仪器说明书中系统校正步骤进行操作，反复做3~5个标准样品，通过系统校准步骤来校准仪器，直到标准样品的分析结果稳定在误差范围内为止。

3.4校准空白称取0.1g低硫低碳（0.002%）标准样品预烧过的坩埚中，加入一定数量的助熔剂，将坩埚放入炉子的支架上并升到燃烧位置，按仪器说明书中系统“空白”校正步骤进行操。

反复做3~5个试样，可以得到一个重现好的结果，通过系统“空白”校正步骤进行操扣除空白，并将空白结果储存机内。

原子吸收光谱仪常见问题原子吸收光谱仪是分析化学领域中一种极其重要的分析方法，但是很多用户在使用过程中经常会遇到这样或者那样的问题，比如标准曲线的线性不好、数据不稳定、空白值较高、漂移很大等问题。

出现问题怎么办？问专家?找同行?求助于仪器厂商？可是大家的时间都是很宝贵的啊，其实求人不如求己!今天给大家分享原子吸收光谱仪在使用过程中经常遇到的200个问题及解决方案,这可是广大原子吸收光谱仪用户的亲身体会和经验积累，相当宝贵哦！掌握这些,您就成为原子吸收光谱仪器的高级工程师啦！一、用AAS测定岩石中锂,标准曲线的线性不好是什么原因如何解决？可能的原因：锂是易电离的元素，最好要加2％的KCl;你如果加了Sr的话可能要在锂波长处产生分子吸收.二、原子吸收光谱仪测硫酸锌中的铅,数据不稳定，原因何在?HG2934—2000 酸溶解后，过滤，上机。

数据不稳定的原因太多了:1、样品是否均匀？2、过滤是否有吸附呢? 3、你的样品黏度较大,如果用的是火焰法，毛细进样管的高度有较大的影响。

4、你的标准曲线做得怎么样？5、如果是微量痕量铅，环境因素也是误差来源之一：城市空气粉尘中铅含量较高(尾气污染等).三、石墨炉测铅时,空白（4硝酸+1高氯酸GR）值总是较高,与灰化法的结果不大一致。

样品为植物样。

1。

所用的水为用石英亚沸水蒸馏器蒸馏得到的，先打一下空白，一般不会超过0.0015,然后采用的为硝酸(工艺超纯)和高氯酸（优极纯）消化，最后溶解用的1摩尔每升的盐酸或硝酸（结果差不多，只是盐酸稳定性要好一点）,定容体积为50mL的话空白值一般为0。

03左右.不过铅比较难做，基体干扰很大。

2。

空白问题来自多方面，上面说的水与试剂外,你用的氩气纯度多少,是高纯的吗?也可用高纯氮气，但要注意分子带背景3。

主要来自由你所用的硝酸和高氯酸不纯所致。

你可以先测空管，然后测你所用的水，再测含酸的水空白，这样你就可以知道了4. 我也经常遇到这个问题,有可能是试液的酸度过大会影响测定,特别是使用高氯酸,影响更大，酸度大对石墨炉损害也比较大.对于石墨炉测定铅，湿法消化最好使用微波消化，使用硝酸和双氧水,这样空白中酸度比较容易控制，空白也比较低。

x射线荧光法测硫含量以X射线荧光法测硫含量为标题，我们来探讨一下这种常用的分析方法。

X射线荧光法是一种非破坏性的分析技术，可用于测定各种物质中的硫含量。

我们来了解一下X射线荧光法的基本原理。

该方法利用X射线与物质相互作用时产生的荧光辐射来测定样品中的元素含量。

当样品受到X射线照射时，其原子会吸收X射线的能量，电子跃迁至高能级，然后再退回到低能级时发射出荧光辐射。

不同元素具有不同的能级结构，因此它们的荧光辐射具有特定的能谱。

通过测量荧光辐射的强度和能谱，可以确定样品中各元素的含量。

X射线荧光法测硫含量的过程大致如下。

首先，将待测样品制备成固体、液体或粉末形式。

然后，将样品置于X射线荧光分析仪中，在仪器的作用下，样品受到X射线照射后发射出荧光辐射。

仪器通过能谱分析，可以得到样品中硫元素的荧光强度。

根据已知标准样品的荧光强度和硫含量之间的关系，可以推算出待测样品中硫的含量。

X射线荧光法测硫含量具有许多优点。

首先，该方法无需对样品进行破坏性处理，不会改变样品的性质和结构。

其次，该方法灵敏度高，可测定低至ppm级别的硫含量。

此外，该方法还具有分析速度快、准确度高、重现性好等特点。

然而，X射线荧光法也存在一些限制。

首先，该方法只能测定样品中已知的元素含量，对于未知元素的测定较困难。

其次，该方法对样品形态有一定要求，如液体样品需要溶解成固体形式，粉末样品需要均匀压片等。

另外，该方法对样品的含硫量有一定的范围要求，过高或过低的含硫量都可能影响测定结果的准确性。

在实际应用中，X射线荧光法广泛应用于各个领域。

例如，在石油化工行业中，该方法可用于石油产品中硫含量的监测，以保证产品质量符合标准要求。

在环境保护领域，该方法可用于大气、水、土壤等样品中硫含量的快速测定，以评估环境污染程度。

此外，该方法还可以应用于金属材料、食品、药品等领域中硫含量的测定。

总结一下，X射线荧光法是一种常用且有效的测定硫含量的分析方法。

通过测量样品中硫元素的荧光辐射强度和能谱，可以得到样品中硫的含量。

艾士卡法测定硫含量一、测定原理用艾士卡试剂（2份轻质氧化镁和1份无水碳酸钠混合）与煤样混匀共同燃烧。

煤中可燃硫在燃烧时均被氧化为二氧化硫和少量的三氧化硫，然后与碳酸钠和氧化镁生成可溶性硫酸盐——硫酸钠和硫酸镁。

煤中的硫酸钙与碳酸钠进行复分解反应转化为硫酸钠，艾士卡试剂中的氧化镁除将硫氧化物转变为硫酸镁外，更主要是防止硫酸钠在较低温度下熔化，使反应物保持疏松状态，增加煤与空气接触机会。

因此无论是煤中的可燃硫或不可燃硫在半熔过程中都能转化成硫酸钠。

经半熔后的熔块，用水抽提，硫酸钠溶入水中，同时未作用完的碳酸钠也进入水中，并部分进行水解，因此水溶液呈碱性。

调节溶液pH 值，使其呈酸性，pH 值为1～2，目的是消除碳酸根离子，防止其与钡离子生成碳酸钡沉淀。

加入氯化钡，硫酸钠和硫酸镁均生成硫酸钡沉淀。

艾士卡法测定全硫的主要反应：1.煤的氧化作用222223O CO H O N SO SO −−−→+++++空气煤2.氧化硫的固定作用232224222()22Na CO SO O Na SO CO ∆++−−→+空气 233242Na CO SO Na SO CO ∆+−−→+34MgO SO MgSO ∆+−−→22422()2MgO SO O MgSO ∆++−−→空气3.硫酸盐的转化作用423324CaSO Na CO CaCO Na SO ∆+−−→↓+ 4.硫酸盐的沉淀作用424242222MgSO Na SO BaCl BaSO NaCl MgCl ++→↓++二、方法提要将煤样与艾士卡试剂混合灼烧，使煤中硫全部转化为硫酸盐，然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量。

三、试剂1.艾士卡试剂（简称艾氏剂）以2份质量化学纯的轻质氧化镁和1份质量化学纯的无水碳酸钠混匀研磨至粒度小于0.2mm 后，保存在密闭容器中。

2.10%氯化钡溶液10g 化学纯氯化钡加100mL 蒸馏水配成的溶液滤去不溶物。