ICP-MS分析百萬核電輔材中的Pb、Cu元素

董本芬， 劉立平

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

ICP-MS分析百萬核電輔材中的Pb、Cu元素

董本芬， 劉立平

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

建立了百萬核電輔材中Pb、Cu元素同時(shí)測定的ICP-MS方法。用該方法對100多種輔材制品中的Pb、Cu元素進(jìn)行了直接測定。該法靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度都能滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，具有樣品前處理簡單、多元素同時(shí)分析、干擾少、測定快速準(zhǔn)確、省時(shí)省力等優(yōu)點(diǎn)。

電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）；元素分析；Pb；Cu

前 言

ICP－MS全稱是電感藕合等離子體質(zhì)譜，可以測量溶液中含量在ppb或ppb以下的微量元素。要檢測微量元素，其儀器分析方法有氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法、氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法以及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，電感等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）是比較理想的微量元素測定技術(shù)[1，2]。

由于ICP-MS技術(shù)不像其它質(zhì)譜技術(shù)需將樣品封閉到檢測系統(tǒng)內(nèi)再抽真空，而是與ICP-OES一樣在常壓條件下方便地引入ICP，因而具有樣品引入和更換方便的特點(diǎn)，便于與其它進(jìn)樣技術(shù)聯(lián)用。比如ICP-MS可與激光燒蝕、電熱蒸發(fā)、流動(dòng)注射、液相色譜等技術(shù)聯(lián)用，以擴(kuò)大應(yīng)用范圍[3，4]。

1 材料與方法

1.1 儀器

超純水器、電感耦合等離子體質(zhì)譜分析儀（ICP-MS）。

1.2 試劑

硝酸、氫氟酸：高純試劑。

超純水，電阻率18.2MΩ·cm。

Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液：國家鋼鐵材料測試中心冶金部鋼鐵研究總院,濃度單位為1000μg/mL；

Cu標(biāo)準(zhǔn)溶液：國家鋼鐵材料測試中心冶金部鋼鐵研究總院,濃度單位為1000μg/mL；

Rh標(biāo)準(zhǔn)溶液：國家鋼鐵材料測試中心冶金部鋼鐵研究總院,濃度單位為1000μg/mL；

質(zhì)譜最佳 化調(diào)諧液 ：1ppb（7Li、59Co、115In、238U、140Ce、138Ba、208Pb）。

1.3 ICP-MS測量條件的選擇

ICP-MS的各元素的質(zhì)量數(shù)選擇和積分時(shí)間及測量參數(shù)列于表1、表2。

表1 元素質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標(biāo)元素Table 1 The elementmass number and internal standard element

表2 工作參數(shù)Table 2 Working parameters

1.4 測定步驟

稱取試樣0.1000g用10mL硝酸和2mL雙氧水微波消解試樣，條件見表3。用混合調(diào)諧液對電感耦合等離子質(zhì)譜儀進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的儀器工作參數(shù)見表 1。然后，將標(biāo)準(zhǔn) 0ppm、1ppm、5ppm、10ppm、20ppm引入質(zhì)譜儀器，再進(jìn)行測定，由質(zhì)譜儀器分析數(shù)據(jù)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品預(yù)處理選擇

表3 消解參數(shù)Table 3 The digestion parameters

由于霧化器中心的毛細(xì)管口徑非常小,要求樣品一定要溶解徹底,不得含有沉淀或漂浮物,否則容易堵塞霧化器。在用普通進(jìn)樣系統(tǒng)時(shí),不得含有有機(jī)成分，否則分解出來的碳會(huì)堵塞系統(tǒng)，如果要測定切削液有機(jī)樣品,需更換有機(jī)進(jìn)樣系統(tǒng)，我們采用硝酸完全溶解試樣，用高純水定容為無機(jī)試樣就可以解決有機(jī)試樣問題。樣品小于四個(gè)時(shí)微波消解功率選擇為400W，樣品大于四個(gè)時(shí)功率選擇800W。最終溫度設(shè)為150℃時(shí)試樣不溶解，經(jīng)過試樣表明最終溫度為180℃試樣溶解比較好。溶解試樣用1比1的硝酸、硝酸、王水、硝酸加雙氧水、王水加雙氧水、王水加氫氟酸等方法溶解，實(shí)驗(yàn)表明硝酸加雙氧水溶解試樣比較好。

2.2 干擾及其消除

在電感耦合等離子質(zhì)譜中發(fā)現(xiàn)的干擾，主要分為三大類：物理干擾、質(zhì)譜干擾和記憶效應(yīng)。質(zhì)譜干擾主要是由同量異位素重疊，多原子和加合物離子，難熔氧化物離子，以及雙電荷離子。質(zhì)譜干擾可由通過選擇干擾可忽略的質(zhì)量數(shù)消除干擾，也可改變?nèi)芙庠噭┑姆椒ㄏ蓴_。記憶效應(yīng)是由連續(xù)分析較高濃度的樣品或標(biāo)準(zhǔn)溶液引起的，在測定過程中要十分注意對進(jìn)樣系統(tǒng)清洗，特別分析完高濃度樣品或在制作完工作曲線時(shí)，要反復(fù)清洗整個(gè)進(jìn)樣系統(tǒng)，直至恢復(fù)正常背景狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明用稀HNO3溶液洗整個(gè)進(jìn)樣系統(tǒng)，然后用高純水洗就能較好地消除記憶效應(yīng)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性

根據(jù)需要及方法的檢出限確定了溶液的濃度。結(jié)果表明各元素的含量與信號(hào)強(qiáng)度均呈線性關(guān)系，可用y=ax+b方程表示，各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)＞0.99。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig．1 The standard curve

2.4 具體樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 The experimental results

3 結(jié)論

用ICP-MS測定樣品，不但測定準(zhǔn)確快速、分析重現(xiàn)好，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種元素同時(shí)測定，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

［1］楊毅，劉英波，王勁榕，等．電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定多晶硅中 18 個(gè)痕量元素［J］．冶金分析，2009（11）：8～12．

［2］邵曉東，劉養(yǎng)，李瑛，等．鎳基合金中元素分析方法研究進(jìn)展［J］．冶金分析，2010（5）：38～48．

［3］賈維斯KE（英）．尹明、李冰譯．電感耦合離子體質(zhì)譜手冊［M］．北京：原子能出版社，1997．

［4］A．R．戴特,A．L格雷主編．李金影、姚繼軍譯．電感耦合離子體質(zhì)譜分析的應(yīng)用［M］．北京：原子能出版社，1998，3765．

The Analysis of Pb and Cu Elem ent in the M illion Nuclear Power Auxiliary w ith ICP-MS

Dong Ben-fen and Liu Li-ping(Harbin Turbine Company Limited,Harbin 150046,China)

The simultaneous determination of Pb and Cu element in themillion nuclear power auxiliary with ICP-MSmethod is established.By thismethod,the Pb and Cu in over 100 kinds of auxiliary products are determined directly.The sensitivity,precision and accuracy of thismethod can meet the requirements of the relevant standards.It has the advantage of simple samples pre-treatment,multi-element simultaneous analysis,less interference,and it can determine fast and accurately,save time and effort.

Inductively coupled plasmamass spectrometry（ICP-MS）;element analysis;Pb;Cu

TE 967.18

B

1001-0017（2013）01-0000-00

2012-06-20

董本芬（1979-），女，黑龍江綏化人，工程師，主要從事光譜分析。