原子吸收光譜法測定潤滑油中鐵、銅、鎳、鎂

高文莉，榮麗麗

（中國石油天然氣股份有限公司大慶化工研究中心，大慶163714）

1 前 言

鐵、銅、鎳、鎂是潤滑油研制和應用過程中的主要控制指標，其含量的多少直接影響潤滑油產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及應用范圍。因此，在潤滑油研制和應用過程中必須嚴格控制鐵、銅、鎳、鎂的含量。目前潤滑油中鐵、銅、鎳、鎂的測定一般采用化學法、等離子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法?；瘜W法操作繁瑣，化學反應條件難以控制，誤差較大；國家標準GB/T 17476中規(guī)定了用電感耦合等離子發(fā)射光譜法對使用過的潤滑油中添加劑元素、磨損金屬和污染物以及基礎(chǔ)油中金屬元素的測定，用等離子發(fā)射光譜法雖然測定速度快，但儀器較昂貴，成本較高。原子吸收光譜儀以其低成本的特點得到廣泛應用［1］，但樣品中共存元素之間會存在干擾［2］。本研究采用原子吸收光譜法研究共存元素的干擾及消除方法，采用干法灰化技術(shù)對樣品進行處理，通過空氣－乙炔火焰原子吸收光譜法同時測定潤滑油中鐵、銅、鎳、鎂含量。

2 實 驗

2.1 儀器及工作條件

采用美國PE儀器公司AA800型原子吸收光譜儀以及鐵、銅、鎳、鎂空心陰極燈，儀器的工作條件見表1。

2.2 試劑及材料

硝酸、鹽酸，優(yōu)級純；鐵、銅、鎳、鎂、鈉、鋁、硅、鋅、鈣標準溶液，濃度為1 000mg/L，購自國家標準物質(zhì)研究中心，使用時稀釋至50mg/L；5%鑭溶液；去離子水；氬氣，高純氣體，純度99.99%。

表1 儀器的工作條件

2.3 實驗步驟

2.3.1 樣品預處理 準確稱取潤滑油樣品2.000 0g（具體稱量視樣品的含量而定）于30mL瓷坩堝內(nèi)，加入0.5mL硝酸，緩慢加熱，待油氣出現(xiàn)時點燃濾紙降低電爐溫度，使試樣自由燃燒，將要停止時，再逐漸提高爐溫繼續(xù)焦化直到不起火為止，移入馬福爐于600℃灰化2h，待爐溫降至200℃以下時，取出坩堝冷卻后，用1%硝酸溶解并移入10mL容量瓶中，加入5%鑭溶液0.2mL，用1%硝酸定容至刻度。按上述條件同時進行空白實驗。

2.3.2 標準系列溶液的配制 分別取50mg/L鐵、銅、鎳、鎂標準溶液各2mL于10mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，各元素的濃度均為10mg/L，分別取此系列標準溶液0，0.2，0.8，1.4，2.0mL于10mL容量瓶中，加入5%鑭溶液0.2 mL，硝酸0.1mL，用去離子水稀釋至刻度，鐵、銅、鎳、鎂的標準系列溶液濃度分別為0，0.2，0.8，1.4，2.0mg/L，按表1的工作條件進行測定，在測定標準溶液系列后立即測定試液中鐵、銅、鎳、鎂的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 干擾與消除試驗

采用原子吸收光譜法檢測潤滑油中含有的共存元素銅、鐵、鎳、鈉、鎂、鋁、硅、鋅、鈣等。取50mg/L鐵、銅、鎳、鎂標準溶液各0.4mL于10 mL容量瓶中，分別加入對應干擾元素銅、鐵、鎳、鈉、鎂、鋁、硅、鋅、鈣，加入硝酸0.1mL，用去離子水稀釋至10mL刻度，使干擾元素的濃度分別為0，5，10，15，20，50，100mg/L，測定鐵、銅、鎳、鎂的吸光度，干擾試驗［3］結(jié)果表明，鐵、銅、鎳、鎂濃度為2mg/L時，共存鐵、銅、鎳、鈉、鋅、鎂、鋁、鈣的濃度在100mg/L以內(nèi)無干擾，硅在0～100mg/L范圍內(nèi)對鐵、鎂有干擾。硅對鐵、鎂的干擾及消除數(shù)據(jù)見表2。由表2可見，硅在100mg/L范圍內(nèi)時，對同濃度鐵的干擾程度基本不變，對鎂的干擾較大；當加入鑭抑制劑（濃度為1 000mg/L）時，硅含量小于100mg/L時，硅對鐵、鎂的干擾全部消除。

表2 硅對鐵、鎂的干擾與消除試驗結(jié)果 %

3.2 精密度試驗

取同一潤滑油樣品按照2.3.1方法處理，在表1的工作條件下進行11次平行測定，精密度［4］測定結(jié)果見表3。由表3可見，相對標準偏差均小于5%。

表3 精密度試驗結(jié)果

3.3 準確度試驗

3.3.1 加入回收試驗 為了證實本方法的可靠性，稱取同一潤滑油樣品4份各2g于瓷坩堝內(nèi)，在其中3份中加入不同量的Fe，Cu，Ni，Mg標準溶液，按2.3.1方法處理樣品后定容10mL容量瓶中，按表1的測定條件測定各元素的含量，回收率［5］結(jié)果見表4。由表4可見，F(xiàn)e，Cu，Ni，Mg元素的回收率均在96%～105%之間。

表4 回收率試驗結(jié)果

3.3.2 對比試驗 為了驗證結(jié)果的準確度，用實際樣品測定結(jié)果與某標準物質(zhì)研究中心試驗進行對比，結(jié)果見表5。由表5可見，兩個單位測定結(jié)果的相對標準偏差均小于5%，相對誤差均小于6%。對數(shù)據(jù)進行t檢驗和F檢驗，檢驗結(jié)果表明兩個單位測定結(jié)果無顯著差異。

表5 樣品分析結(jié)果

3.4 檢測限測定

取鐵、銅、鎳、鎂標準溶液0.1mg/L，按本方法測定條件分別進行10次各元素吸光度測定，結(jié)果見表6。檢測限［6］（D.L）按公式：D.L＝C（2δ/A）計算。式中：A為試液平均吸光度；C為試液濃度，mg/L；δ為試液平均吸光度標準偏差。由表6可見，本方法測定鐵、銅、鎳、鎂的檢測限分別為0.039，0.025，0.040，0.022mg/L。

表6 檢測限測定結(jié)果

4 結(jié) 論

用原子吸收光譜法測定潤滑油中鐵、銅、鎳、鎂，采用干法灰化技術(shù)處理樣品，可提高分析測試速率，結(jié)果準確，方法精密度可靠。共存元素硅對鐵、鎂的測定有干擾，通過加鑭抑制劑可消除干擾。測定各元素的相對標準偏差均小于5%，回收率在96%～105%之間，對比試驗結(jié)果相對標準偏差均小于5%。

［1］ 王書林.潤滑油的選擇應用及其原子吸收光譜分析［J］.農(nóng)機使用與維修，2007，（6）：26－28

［2］ 李述信.原子吸收光譜分析的干擾與消除方法［M］.北京：北京大學出版社，1987：121－131

［3］ 崔海鷗.原子吸收法測定潤滑油及添加劑中鋅、鈣、鎂及其酸度的研究［J］.現(xiàn)代科學儀器，2000，（5）：48－50

［4］ 余素芳.原子吸收光譜法測定潤滑油中磨損金屬銅、鐵、鋅、鎳、鉻［J］.光譜儀器與分析，1991，（3）：28－31

［5］ 劉金環(huán).航空潤滑油中銅、鐵、鎳、鉻的原子吸收光譜測定［J］.光譜實驗室，2007，14（1）：65－67

［6］ 張建民.用石墨爐原子吸收光譜法測定潤滑油中的痕量鎳［J］.分析儀器，2003，（2）：34－35