ICP-MS分析地球化學(xué)樣品中的鉬、鎘、鎢、鈾、錫兩種前處理方法比較

王佳翰 馮俊 王達(dá)成 張亞峰（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì)，海南 ?？?571127）

ICP-MS分析地球化學(xué)樣品中的鉬、鎘、鎢、鈾、錫兩種前處理方法比較

王佳翰 馮俊 王達(dá)成 張亞峰（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì)，海南 海口 571127）

采用高壓密閉消解及敞開溶樣體系消解地球化學(xué)樣品，而后用ICP-MS同時(shí)測(cè)定樣品中的鉬、鎘、鎢、鈾、錫。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定了最佳儀器測(cè)試條件、分析質(zhì)量數(shù)，并扣除了干擾。通過(guò)分析樣品可知，高壓密閉消解和敞開酸溶兩種前處理方法的準(zhǔn)確度和精密度均能得到令人滿意的結(jié)果，這其中高壓密閉消解的檢出限和精密度均略優(yōu)于敞開溶樣，但是考慮到高壓密閉消解耗時(shí)長(zhǎng)、步驟繁雜，因此在實(shí)際大批量生產(chǎn)時(shí)，建議使用敞開溶樣體系來(lái)處理樣品。

ICP-MS；高壓密閉消解；敞開溶樣；

鉬、鎘、鎢、鈾、錫5種元素在不同領(lǐng)域內(nèi)有著重要的用途。如鎢、鉬在冶金、宇航等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1-2]；鎘在化探、選冶、環(huán)保等方面是主測(cè)元素之一[3]；鈾是核電、軍工不可或缺的元素之一[4]；錫廣泛應(yīng)用于電器、化工、冶金、建材、食品包裝及航天工業(yè)[5]?；阶鳛橐环N找礦的重要手段，分析化探樣品（地球化學(xué)樣品）以上元素含量有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

ICP-MS作為一種先進(jìn)的檢測(cè)手段，能多元素同時(shí)分析，有著極大的便利性。但目前用ICP-MS對(duì)地球化學(xué)樣品的前處理要求較高，尤其是痕量元素，前處理不慎極易造成污染，影響準(zhǔn)確度。目前常用的樣品前處理包括高壓密閉消解、敞開消解以及堿融，堿融由于會(huì)引入大量的鹽類，不適用與ICP-MS，因此本文主要比較高壓密閉消解以及敞開消解對(duì)ICP-MS測(cè)試這五種元素的影響，以期選擇一種準(zhǔn)確、高效的前處理方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 主要儀器

高壓消解罐，配聚四氟乙烯內(nèi)膽：上海精勝公司產(chǎn)。ICAPQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：美國(guó)Thermo公司產(chǎn)，最佳工作條件如表1。

表1 ICP-MS工作參數(shù)

1.1.2 樣品及試劑

化探樣品包括化探標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07317、GBW07318、GBW07309，GBW07359，GBW07366，GBW07404，GBW07407）。

HCl、HNO3、HF、HClO4、H2SO4為優(yōu)級(jí)純；超純水（電阻率≥18MΩ·cm）；高純液氬（質(zhì)量分?jǐn)?shù)W＞99.999%）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試樣分解

高壓密閉消解：準(zhǔn)確稱取0.025 g待測(cè)樣品于消解罐內(nèi)膽內(nèi)，分別加入1.5 mL HNO3、1.5 mL HF，擰緊蓋放入不銹鋼套內(nèi)，置于烘箱內(nèi)190℃加熱48 h。冷卻后取出內(nèi)膽，置于電熱板上加熱蒸干，分兩次加入1.5 mL 50%HNO3溶液蒸干。擰緊蓋放入不銹鋼套內(nèi)，置于烘箱內(nèi)150℃加熱4 h。冷卻后轉(zhuǎn)移至25 mL比色皿內(nèi)，用2%HNO3定容待測(cè)。隨同做空白溶液。

敞開溶樣：準(zhǔn)確稱取0.25 g試樣，精確至0.0001 g，置于聚四氟乙烯坩堝中。用水潤(rùn)濕，加入5 mL HNO3，8 mL HF，1 mL HClO4、1mL H2SO4，在電爐上160℃加熱一小時(shí)，后240℃加熱至白煙冒盡，180℃下加入8 mL硝酸至鹽類完全溶解。冷卻后，移入250 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線搖勻，同時(shí)做空白試液。

1.2.2 工作曲線的繪制

地球化學(xué)樣品分析，基體效應(yīng)嚴(yán)重，采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制工作曲線是消除基體效應(yīng)的有效手段。在最佳消解條件下制得標(biāo) 準(zhǔn) 物 質(zhì) 溶 液（GBW07309，GBW07359，GBW07366，GBW07404，GBW07407），在儀器最佳工作條件下繪制工作曲線。

2 結(jié)果討論

2.1 儀器條件的選擇

2.1.1 儀器工作參數(shù)的選擇

使用調(diào)諧液調(diào)整儀器各項(xiàng)指針，使儀器靈敏度、RSD(%)、氧化物(%)、雙電荷(%)、峰形以及分辨率等各項(xiàng)指針達(dá)到更高精確值，選出最佳儀器工作條件，見表1。

2.1.2 儀器設(shè)置

測(cè)試之前用調(diào)諧液調(diào)諧儀器，以產(chǎn)生最低的氧化物、降低雙電荷干擾。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，對(duì)鉬、鎢、鈾、錫四種元素，ICP-MS分析模式設(shè)置成KED（動(dòng)能歧視）模式測(cè)得結(jié)果較為準(zhǔn)確，該模式下干擾物質(zhì)（主要為較大的多原子粒子）和池氣體碰撞幾率更大，能有效的消除干擾。而鎘用KED模式則測(cè)得數(shù)據(jù)偏小，所以采用STD模式（標(biāo)準(zhǔn)模式），但114Cd易受118Sn的干擾，需扣除118Sn干擾才能得到準(zhǔn)確結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)采用公式-0.0268373*118Sn進(jìn)行扣除。

2.2 元素分析物質(zhì)量、內(nèi)標(biāo)物的選擇

為消除干擾，要選擇合適的元素分析物質(zhì)量、內(nèi)標(biāo)物。通過(guò)試驗(yàn)比較，最佳被測(cè)元素分析物質(zhì)量、內(nèi)標(biāo)元素的選擇，如表5所示。

表2 被測(cè)元素最佳分析物質(zhì)量及內(nèi)標(biāo)元素

2.3 兩種前處理方法結(jié)果比較

2.3.1 檢出限與精密度

在測(cè)定條件下，用空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，計(jì)算其結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差即為方法檢出限，對(duì)同一樣品平行稱取9份，按上述樣品處理方法和測(cè)定條件下，分別進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果見表6。