ICP-OES同時測定化探樣品中的10種元素

龍軍橋，湯 凱，楊秀玖，劉偉洪

（中國人民武裝警察部隊黃金第九支隊， 海南 ?？?571127）

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ICP-OES同時測定化探樣品中的10種元素

龍軍橋，湯 凱，楊秀玖，劉偉洪

（中國人民武裝警察部隊黃金第九支隊， 海南 ?？?571127）

摘 要：采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）同時測定化探樣品中Co、Cu、Fe、La、Mn、Ni、Pb、Sr、Ti、Zn十種元素，優(yōu)化了儀器工作條件及溶樣方法。經國家一級標準物質分析驗證，方法的準確度高，精密度好，檢出限低，操作簡單、快速、準確，可應用于批量地質樣品中多元素的同時測試。

關 鍵 詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜；多元素；化探樣品

我國的礦產資源非常豐富，化探異常地球化學勘查方法技術一直以來都被視為礦產勘查評價技術領域的一個熱點論題，因此，準確測定化探樣品中多種元素的含量對找礦有著重要意義。

ICP-OES因為分析速度快，準確度高，精密度好等優(yōu)點，在地球化學樣品的分析中廣泛應用［1-4］。目前，也有采用ICP-OES測定化探樣品中各元素的報道，如王龍山等［5］采用偏硼酸鋰熔礦，超聲提取，ICP-OES法測定樣品中的10種元素，由于堿熔操作繁瑣、費時，且引入大量鹽份，容易造成霧化器堵塞。不利于大批量樣品的測定。本文采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，優(yōu)化了實驗條件，采用多種國家標準物質，制備成不同濃度的標準溶液，繪制成標準曲線，建立了ICP-OES法測定化探樣品中十種元素的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作參數

Thermo6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：美國熱電公司。儀器操作參數見表1。

表1 儀器工作條件Table 1 Working parameters for ICP-OES

1.2 試劑及材料

HCI、HNO3、HF、HCI04為優(yōu)級純；超純水（電阻率≥18 MΩ·cm）；高純液氬（質量分數W ＞99.999%）。

1.3 樣品分解

準確稱取0.250 0 g樣品，放入聚乙烯坩堝中，加少量水潤濕，再依次分別加入2 mL HClO4、5 mL HNO3、8 mL HF；蓋上坩堝蓋，置于控溫電熱板上，放置過夜。次日，升溫至110 ℃，保持1.5～2 h。取下坩堝蓋，升溫至240 ℃，直至HClO4白煙冒盡，再加入5 mL王水，0.5 h后取下、冷卻，轉移至25 mL比色管中，用超純水稀釋至刻度，搖勻，靜置后待測。

1.4 工作曲線

本文選擇國家標準物質GBW07301a、GBW07305a和GBW07358，按照樣品的處理步驟制備成溶液后，同樣品空白一起制作工作曲線，用于實際樣品的定量分析。

2 結果與討論

2.1 儀器工作參數的選擇

2.1.1 RF功率的選擇

通常，采用高功率是為了測定難激發(fā)的元素，但也不是功率越大越好，功率過大也會產生一些負效應，例如背景輻射增強，信背比變差等。為了兼顧所有元素特性，綜合衡量后決定RF為功率1 150 W。

2.1.2 觀測高度的選擇

由于觀測高度會對譜線的峰值產生影響，因此，本文對觀測高度進行了研究。固定其他儀器條件，從12～18 mm逐漸改變觀測高度，分析對比元素信背比強度隨觀測高度變化狀況，最終選擇觀測高度為15 mm。

2.1.3 載氣壓強的選擇

載氣壓強大小對測定結果影響很大，其原因主要是能夠對霧化器的霧化效率、霧滴粒徑、電子密度等產生直接影響［6］。為了得到最佳選擇，其它條件不變，試驗了不同載氣壓強對測定結果造成的影響，范圍（0.1～0.3 MPa）。通過試驗發(fā)現(xiàn)，不同元素受到的影響不盡相同，為了滿足待測元素具有較好的信背比，本文選擇載氣壓強為0.24 MPa。

2.2 溶樣體系的選擇

本文考察了不同溶樣體系對測定結果造成的影響，見表2。

表2 不同溶樣體系測定結果對比Table 2 Comparison of analytical results of elements by using different solvent systems

從表2中可以看出，HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4均偏低，原因是在酸溶法中，用HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4分解試樣時，存在HF不易除盡、樣液容易濺跳等缺點，且Ba、Sr等元素易與SO4

2-生成難溶化合物，降低了霧化效率，造成測定結果的系統(tǒng)偏低。而本方法采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，由于混合酸熔點較低，克服樣液濺跳的弊端，且鹽類殘渣易溶解、HF易除盡，消解效果更好。因此，本文選擇HClO4-HNO3-HF為溶樣體系。

2.3 浸取液用量對測定的影響

本文考察了王水的用量對測定造成的影響。以國家標準物質GBW07309中鋅元素為例，試樣經過混酸消解后，采用王水浸取。當加入王水分別為2、3、5、8、10 mL，結果如表3所示，王水加入量過少，則不利于試樣的浸取，造成結果偏低；當加入量超過8 mL后，結果逐漸偏低，原因是酸度過高會出現(xiàn)酸基體抑制現(xiàn)象，且浸取已完全，為了避免腐蝕儀器和浪費試劑，本實驗選擇加入5 mL王水浸取試樣。

表3 王水的用量Table 3 Proportion of aqua regia

2.4 分析譜線的選擇

把國家標準物質GBW07309按照樣品處理方法制備成溶液，通過對其進行圖譜分析，根據相互干擾小、靈敏度高的原則，選擇出最佳分析譜線。具體結果見表4。

表4 元素的分析譜線和背景校正Table 4 The analytical spectral line and background correction of elements

2.5 方法的檢出限

在優(yōu)化的實驗條件下，重復測定樣品空白12次，計算標準偏差， 3倍標準偏差即為檢出限，結果見表5，各元素的檢出限均低于地球化學調查中規(guī)定的分析方法檢出限的要求。

2.6 法準確度與精密度

選取國家標準物質GBW07305（GSD-5a）和GBW07309（GSD-9）同時進行12次平行測定，檢查方法精密度和準確度，測定結果見表6。由表6可以看出，本方法的測定值與準確值基本一致，平均值與標準值的對數誤差的絕對值（△lgC）均在0.1以內，相對標準偏差（RSD）均小于5%。

表5 方法檢出限Table 5 The detection limit of method

表6 方法準確度與精密度Table 6 Accuracy and precision tests of the method

2.7 方法比對

用本方法與X射線熒光光譜法（XRF）對同一份樣品進行測定， 表7表明本法測定值與X射線熒光光譜法的結果比較，無顯著差異，從而確定了本方法的測定結果可靠。

表7 本方法與X射線熒光光譜法（XRF）檢測結果Table 7 The analytical result of this method and XRF

3 結 語

本文通過采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，ICP-OES同時測定化探樣品中十種元素。實驗結果表明，本方法檢出限低、準確度高、精密度好、可多元素同時測定分析，便于大批量樣品分析。

參考文獻：

［1］溫宏利，等.王水溶樣-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定鐵銅鉛鋅硫化物礦石中8個元素［J］.巖礦測試，2011，30（5）：566-571.

［2］寧軍.ICP-AES測定地質樣品中的多種稀土元素［J］.光譜實驗室，2013，30（2）：947-949.

［3］崔德松.ICP-AES測定綠柱石中10中元素［J］.光譜實驗室，2011，28 （5）：2431-2434.

［4］王小強，等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定鉛鋅礦中銀銅鉛鋅［J］.巖礦測試，2011，21（5）：476-480.

［5］王龍山，等.偏硼酸鋰熔礦-超聲提取-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定巖石水系沉積物土壤樣品中硅鋁鐵等10種元素［J］.巖礦測試，2008，27（4）：287-290.

［6淸］李彩，趙慶令，孫寧，等. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定區(qū)域地球化學樣品中Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素［J］.分析試驗室，2008，27（4）：317-319.

Simultaneous Determination of 10 Components in Geochemical Samples by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

LONG Jun-qiao， TANG Kai， YANG Xiu-jiu， LIU Wei-hong
（No.9 Geological Part of CAPF，Hainan Haikou 571127， China）

Abstract:A method for determination of 10 elements including Co， Cu， Fe， La， Mn， Ni， Pb， Sr， Ti and Zn in geochemical samples by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry （ICP-OES） was developed. Sample was decomposed with HClO4-HNO3-HF.Through the experiments， the suitable digestion method and instrument parameters were selected. The method has been applied to determine elements in national standard reference materials，and the limit of detection is low， the precision and accuracy are good.The method is accurate， simple， sensitive， rapid and can be used in simultaneous determination of multielements in geology samples..

Key words:ICP-OES；Components；Geochemical samples

中圖分類號：O 657

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0438-03

收稿日期：2015-08-04

作者簡介：龍軍橋（1990-），男，廣西百色人，工程師，研究方向：化學分析。E-mail:303820842@qq.com。

通訊作者：劉偉洪（1986-），男，廣西玉林人，工程師，研究方向：化學分析。E-mail:liuweihong16@163.com。