電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定電子級磷酸中14種雜質(zhì)元素

許 光，鄧全道，羅虎，李愛力，林冠春，吳小海

（1.欽州出入境檢驗檢疫局，廣西 欽州535000，2.廣西明利集團有限公司，廣西 南寧530000）

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定電子級磷酸中14種雜質(zhì)元素

許 光1，鄧全道1，羅虎1，李愛力1，林冠春1，吳小海2

（1.欽州出入境檢驗檢疫局，廣西 欽州535000，2.廣西明利集團有限公司，廣西 南寧530000）

磷酸樣品直接稀釋20倍后，用光譜純試劑磷酸進行基體匹配，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定溶液中待測元素特征譜線的強度。建立電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定電子級磷酸中的鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、鉛、砷、鉻、銅、錳、鈉、鋁、鈷、銻的方法。研究結(jié)果顯示，該法測定精度高，各元素的相對標準偏差（RSD，n＝11） 均＜2．0%，加標回收率為89．7%~109．3%，具有消解用試劑量少，操作簡單，檢測速度快，多元素同時測定，減少環(huán)境污染等優(yōu)點。

微波消解；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；電子級磷酸；元素測定

電子級磷酸，屬高純磷酸，是電子行業(yè)使用的一種超高純化學(xué)試劑，屬于微電子化學(xué)產(chǎn)品之一。電子級磷酸主要用于電子企業(yè)晶片生產(chǎn)過程中的清洗，是電子工業(yè)不可替代的無機化工產(chǎn)品，在電子工業(yè)中扮演著高級鉗工和保潔員角色——在集成電路和硅平面管生產(chǎn)中，普遍用鋁膜作電極引線，在對鋁膜進行光刻時，必須用電子級磷酸作為酸性清洗腐蝕劑。電子級磷酸應(yīng)用于發(fā)展前途廣闊的IT產(chǎn)業(yè)，被稱為“磷酸行業(yè)皇冠上的明珠”。

電子級磷酸要求高純度，也就是要求其中金屬雜質(zhì)含量低到一定要求，因此能夠快速、準確地檢測電子級磷酸中的金屬雜質(zhì)含量，就尤為重要。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［1~3］具有靈敏度高，多元素同時快速檢測的能力，能夠極大地縮短檢測時間?，F(xiàn)行的行業(yè)標準［4~5］用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定磷酸中金屬元素的含量，但采用標準加入法，過程復(fù)雜，方法繁瑣，而且只測定6種元素。本文用光譜純試劑磷酸進行基體匹配，有效地消除了基體效應(yīng)，樣品稀釋20倍后，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定電子級磷酸中的鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、鉛、砷、鉻、銅、錳、鈉、鋁、鈷、銻，方法簡單，快速，準確度高。

1 實驗部分

1．1 儀器

全譜直讀等離子發(fā)射光譜儀。

1．2 試劑

去離子水 （電阻率：18．2MΩ·cm，20℃），H3PO4（光譜純），鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、鉛、砷、鉻、銅、錳、鈉、鋁、鈷、銻的單元素國家標準溶液：（1000 mg·L-1）。

1．3 儀器工作條件

儀器工作條件見表1。

表1 發(fā)射光譜儀儀器工作參數(shù)Table 1 Optimal operating conditions for ICP－AES

1．4樣品處理

準確稱取5 g電子級磷酸樣品，精確到0．0002 g，試樣置于100 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻度。

1．5 混合標準系列的配制

使用各元素的標準儲備液配制成相應(yīng)的混合標準系列溶液，同時加入與樣品等同量的光譜純磷酸作為基體匹配劑。

2 結(jié)果與討論

2．1 分析譜線的選擇

共存元素激發(fā)產(chǎn)生譜線有可能引起光譜干擾，因此在選擇分析譜線時，通常選擇背景低，信背比高，靈敏度高，基體對待測元素譜線不干擾或干擾很小，無自吸現(xiàn)象的譜線。本方法中，每個待測元素選擇5條分析譜線，根據(jù)儀器信號值，譜圖，靈敏度，相關(guān)系數(shù)，線性，重復(fù)性，確定了各待測元素的分析譜線，見表2。

2．2 基體干擾

采用基體匹配可有效地消除基體效應(yīng)，磷酸中主要的基體干擾來自磷酸根，應(yīng)在配制混合標準溶液時加入與試樣中質(zhì)量分數(shù)相近的光譜純磷酸做匹配。電子級磷酸純度高，因此直接采用與樣品量相當?shù)墓庾V純磷酸做基體匹配。同時磷酸在溶液中會產(chǎn)生較強的酸效應(yīng)，改變了溶液的物理性質(zhì)，降低了樣品溶液進入等離子體的量，使等離子體的激發(fā)溫度下降，對金屬的分析信號強度起到抑制作用，因此本法選擇了5%的進樣量。

2．3 標準工作曲線和檢出限

采用空白溶液和5個混合標準溶液濃度繪制標準工作曲線，連續(xù)測定空白溶液11次，以其3倍標準偏差計算方法的檢出限，結(jié)果見表3。結(jié)果表明，該方法的線性較好，各元素相關(guān)系數(shù)均大于0．999896，對鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、鉛、砷、鉻、銅、錳、鈉、鋁、鈷、銻，方法檢出限理想。

表2 檢測元素分析譜線table 2 spectrum line for measured elements

表3 元素的線性范圍和檢出限table 3 linear rang，correlation and detection limit of the method

2．4 方法精密度

按照上述樣品前處理方法和儀器工作條件，對樣品連續(xù)測定11次，結(jié)果見表4。各元素的RSD均小于2．0%，結(jié)果滿意。

表4 方法精密度table 6 precision test of the method

2．5 方法準確度

用本法測定樣品，同時與標準加入法的測定值進行比較，所得結(jié)果見表5。由結(jié)果可以看出，本方法的測定值與國標測定方法檢測值相符合，均在國家標準允許范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

本方法研究了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定電子級磷酸中的鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、鉛、砷、鉻、銅、錳、鈉、鋁、鈷、銻14種元素，線性關(guān)系好，方法精確度高，與其他方法相比，快速，準確，同時具備多元素同時檢測能力，提高了檢測效率，縮短了檢測時間，適合日常檢驗的需要。

表5 本法測定值與標準加入法測定結(jié)果對比table 7 comparison of analytical results by the method with standard addition method

［1］ 王德志，李宗惠.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定磷酸中鈣，鎂，鐵，鋁［J］.光譜實驗室，1991，8（3）：42-45．

［2］ 辛仁軒．等離子體發(fā)射光譜分析［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

［3］ 鄧全道，許光，林冠春．微波消解－耐氫氟酸系統(tǒng)進樣電感耦合等離子發(fā)射光譜發(fā)測定錳礦中鋁磷鎂鐵鋅鎳 ［J］.冶金分析，2011，31（1）：35-39．

［4］GB 3149－2004，食品添加劑磷酸 ［S］．

［5］SN／T 2049－2008，進出口食品級磷酸中銅、鎳、鉛、錳、鎘、鈦的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法［S］．

Determination of 14 Elements in Electronic Phosphoric Acid by Inductively Coupled Plasma-atomic Emissions Spectrometric

XU Guang1，DENG Quan-dao1，LUO Hu1，LI Ai-li1，LIN Guan-chun1，WU Xiao-hai2
（1．Qinzhou Entry－Exit Inspection and Quarantine Bureau，Qinzhou 535000，China；2．Guangxi Mingli Group Co．Ltd．，Nanning 530000，China）

A method for the determination of calcium，potassium，magnesium，aluminium，sodium，arsenic，antimony，lead，cobalt，chromium，copper，iron，manganese，zinc in electronic phosphoric acid by inductive coupled plasma-atomic emission spectrometric was developed．The method had realized synchronous determination of many elements and no interference was found between the detected elements．The recoveries of these elements were 89．7%～109．3%，and relative standard deviation（RSD，n＝11）＜2．0%．Compared with the commonly used single-element analytical techniques，the proposed method had the advantages of more reliable and more efficient．

microware digestion；inductively coupled plasma－atomic emission spectrometry；electronic phosphoric acid；element determination

O 657.3

A

1671-9905（2011）05-0042-04

許光（1981-），男，廣西賓陽人，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事進出口食品、石油化工品、礦產(chǎn)品檢測，E－mail：rguang12＠163．com

2010-02-24