ICP-AES法測(cè)定高純磷酸銅中五種著色雜質(zhì)元素

劉 艷，王琳琨，唐繼鮮，楊 峰，鄭 悅

(成都光明光電股份有限公司，四川 成都 610000)

近年來濾光玻璃在光學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越來越多，這種對(duì)特定 波長有著選擇性透過率的特殊功能性光電材料正在被廣大光學(xué)設(shè)計(jì)者關(guān)注著[1-2]。選擇性吸收濾光玻璃的光譜透射曲線有特定波峰或波谷，如文獻(xiàn)中報(bào)道的近紅外吸收濾光玻璃只對(duì)400～550 nm波段的光波透過率相對(duì)較好，透過率能達(dá)到90%[3]。高純磷酸銅主要用于顏色濾光玻璃添加劑，痕量Fe、Cr、Co、Ni、Mn著色元素的存在會(huì)使玻璃在寬廣的波長范圍內(nèi)產(chǎn)生吸收，從而影響濾光玻璃的光學(xué)性能[4-7]。本文采用硝酸溶解樣品，使用ICP-AES法測(cè)定高純磷酸銅中痕量Fe、Cr、Co、Ni、Mn著色元素的含量。方法簡便、快速，結(jié)果滿意。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要儀器和試劑

PQ9000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，德國耶拿公司；

硝酸(優(yōu)級(jí)純)；超純水(25 ℃時(shí) 18 MΩ·cm)；

Fe、Cr、Co、Ni、Mn各元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 μg/mL)，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；

1.2 儀器工作條件

經(jīng)實(shí)驗(yàn)選定最佳工作條件：發(fā)生器功率為1200 W，等離子體氣為12 L/min，輔助氣0.5 L/min，霧化氣0.5 L/min，樣品流速1.0 mL/min。觀測(cè)方向?yàn)檩S向觀測(cè)。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品及混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

稱取2.50 g樣品于200 mL玻璃燒杯中，加水潤濕，加10 mL硝酸(1+1)加熱至樣品完全溶解，冷卻轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶，在20 ℃恒溫并稀釋到刻度。同時(shí)配制樣品空白溶液。

用逐級(jí)稀釋的方法配制體積為100 mL的Fe、Cr、Co、Ni、Mn混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為100 μg/mL。

1.3.2 工作曲線的繪制

用標(biāo)準(zhǔn)加入校正法作為磷酸銅中Fe、Cr、Co、Ni、Mn雜質(zhì)含量的測(cè)定方法。根據(jù)樣品待測(cè)定元素的大致含量范圍，以基體匹配方式配制工作曲線用標(biāo)準(zhǔn)溶液，基體為待測(cè)高純磷酸銅溶液。

平行分取20 mL基體溶液4份于100 mL容量瓶中，將Fe、Cr、Co、Ni、Mn混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入到4份試液中，定容。配制出如表1所示加標(biāo)含量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。以標(biāo)準(zhǔn)的加入量對(duì)元素譜線的強(qiáng)度值做回歸曲線。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中各元素質(zhì)量濃度

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的溶解

高純磷酸銅不溶于水、液氨，微溶于熱水，溶于硫酸、鹽酸、硝酸。在硫酸介質(zhì)中隨硫酸酸度的增大，待測(cè)元素的相對(duì)靈敏度下降明顯，且硫酸法溶解溶液的霧化效率低，使進(jìn)樣溶液總固體溶解量(TDS)過高，難于沖洗，影響進(jìn)樣[8]。鹽酸和硝酸都是溶解磷酸銅較好的選擇，但由于Fe、Cr、Co、Ni、Mn各元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液都為硝酸體系。故最終選擇用硝酸溶解磷酸銅樣品。在酸度上本實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格控制硝酸酸度在10%以下，隨同加標(biāo)樣品做樣品空白，保證所加試劑一致，基本上可將酸度影響及試劑影響減少到最低。

2.2 分析線的選擇

分析譜線選擇靈敏度高，譜線周圍背景低，且無其他元素明顯干擾的譜線作為元素的分析線，且校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)大于0.9995。譜線選擇結(jié)果見表2。

表2 分析譜線選擇

2.3 基體效應(yīng)的影響

基體效應(yīng)是影響高純物質(zhì)中雜質(zhì)元素測(cè)定準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素。高純磷酸銅中雜質(zhì)元素的含量相當(dāng)?shù)?，相互之間的干擾也很低，干擾產(chǎn)生主要來自于基體元素Cu和P。目前克服基體效應(yīng)可通過基體匹配、標(biāo)準(zhǔn)加入法、分離基體及內(nèi)標(biāo)法等，本實(shí)驗(yàn)采用基體匹配的標(biāo)準(zhǔn)加入校正法消除基體影響。

2.4 精密度實(shí)驗(yàn)

對(duì)樣品高純磷酸銅分取液進(jìn)行6次測(cè)定，計(jì)算原液中五種著色元素的含量，對(duì)精密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.06%～4.01%。精密度測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 精密度測(cè)定結(jié)果

2.5 加標(biāo)回收率的測(cè)定

按實(shí)驗(yàn)方法處理樣品，同時(shí)在樣品中加入混合標(biāo)準(zhǔn)溶液做回收實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見表4，回收率在93.44%～100.32%之間。

表4 加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

2.6 方法的檢出限和測(cè)定下限

對(duì)空白溶液分取液進(jìn)行6次測(cè)定，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，以測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍相對(duì)應(yīng)的原液濃度值作為方法的檢出限，以測(cè)定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍相對(duì)應(yīng)的原液濃度值作為方法的測(cè)定下限，結(jié)果如表5所列。

表5 檢出限和測(cè)定下限

3 結(jié) 論

采用ICP-AES法對(duì)高純磷酸銅樣品中Fe、Cr、Co、Ni、Mn五種著色元素含量進(jìn)行連續(xù)測(cè)定。采用基體匹配的標(biāo)準(zhǔn)加入校正法消除基體效應(yīng)，選擇了無干擾的分析線作為最佳分析線。該方法快速、簡便、實(shí)用、精密度好。為公司濾光玻璃研究、生產(chǎn)和原料廠家選定提供了可靠的數(shù)據(jù)。