ICP-OES法同時(shí)測(cè)定RbCl產(chǎn)品中的14種雜質(zhì)元素

ICP-OES法同時(shí)測(cè)定RbCl產(chǎn)品中的14種雜質(zhì)元素

解原1,2，黃浩1,2，聶曉艷2，成景特2

(1．國土資源部 放射性與稀有稀散礦產(chǎn)綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 韶關(guān)512026；

2．廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所，化學(xué)檢測(cè)室，廣東 韶關(guān)512026)

摘要：研究了ICP-OES法測(cè)定RbCl產(chǎn)品中14種雜質(zhì)元素的檢測(cè)方法，確定了分析譜線、儀器的工作條件，分析了基體干擾和電離干擾的共同作用，確定以基體匹配做方法校正．該方法加標(biāo)回收率為92%～107.1%，產(chǎn)品中雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.01%時(shí)，RSD≤5%；雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.001%～0.01%時(shí)，RSD≤10%，準(zhǔn)確度和精密度良好．

關(guān)鍵詞：ICP-OES；RbCl產(chǎn)品；雜質(zhì)元素；干擾

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.05.005

中圖分類號(hào)：O614文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期:2015-02-20

基金項(xiàng)目：國土資源部放射性與稀有稀散礦產(chǎn)綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放

Determination of 14 impurity elements in rubidium chloride by ICP-OES

XIE Yuan1,2，HUANG Hao1,2，NIE Xiaoyan2，CHENG Jingte2

(1.Key Laboratory of Radioactive and Rare Scattered Mineral Comprehensive Utilization,

Ministry of Land and Resource，Shaoguan 512026，China; 2.Chemistry Department,

Guangdong Provincial Institute of Mining Applications，Shaoguan 512026，China)

Abstract：Determination of 14 impurity elements in pure rubidium chloride by ICP-OES were studied. Spectra lines were determined and analytical conditions of the instrument were optimized. Co-interferences of matrix and ionization were analized, and matrix matching method was determined to correct the interferences.The recoveries were between 92%~107.1%, RSD was no more than 5% when impurity content was no less than 0.01% and RSD was no more than 10% when impurity conten was between 0.001%~0.01%. Accuracy and precision of the method were good.

Key words：ICP-OES；pure rubidium chloride；impurity element；interference

第一作者：解原(1980-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試高級(jí)工程師，主要從事稀有稀散元素光譜分析與檢測(cè).

E-mail：627660582@qq.com

稀有、稀土、稀散金屬是“十二五”規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需要的功能材料、結(jié)構(gòu)材料．在眾多稀有金屬資源中，銣具有優(yōu)良的光電活性，廣泛應(yīng)用于電子器件、特種玻璃、磁流體和熱離子發(fā)電等領(lǐng)域[1-2]．RbCl作為銣的代表性化合物，不僅應(yīng)用于DNA、病毒及其他大分子超速離心分離的密度-梯度介質(zhì)，還可作為某些熔鹽電解的電解質(zhì)組分[3]．RbCl產(chǎn)品中RbCl的含量一般在99%~99.99%，準(zhǔn)確含量由檢測(cè)其中的雜質(zhì)元素間接獲得．目前銣鹽中雜質(zhì)測(cè)定主要有分光光度法[4]、原子吸收法[5-7]、原子熒光法[8]和質(zhì)譜法[9]，有關(guān)ICP-OES法連續(xù)測(cè)定RbCl產(chǎn)品中雜質(zhì)元素的方法報(bào)道甚少，該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，本文將詳細(xì)探討．

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1　主要儀器及試劑

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀: Optima 2100DV( 美國PE公司)，波長160~900 nm．

Zn，Co，Cd，Ni，F(xiàn)e，Si，Pb，Mg，Ca，Cu，Al，Na，Li，K標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.5%，由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供，使用時(shí)根據(jù)需要做不同倍數(shù)稀釋，介質(zhì)與母液相同．高純RbCl試劑(≥99.99%)，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所提供．優(yōu)級(jí)純HNO3及實(shí)驗(yàn)用二次蒸餾水．

1.2　儀器工作條件

功率：1 300 W；等離子體氣流量：15 L/ min； 輔助氣流量：0.2 L / min；霧化器流量：0.75 L / min；積分時(shí)間自動(dòng)； 試樣吸入流量：1.50 mL/ min；讀數(shù)延遲: 35 s; 平行測(cè)定次數(shù)3．

1.3　樣品制備

稱取可供分析的RbCl產(chǎn)品1 g(精確到0.0001 g)，置于100 mL的燒杯中，以少許水潤濕后加入體積比1∶1的HNO34 mL，于電熱板上微熱溶解后定容到100 mL容量瓶中，搖勻待測(cè)．實(shí)驗(yàn)隨同試劑空白．

2結(jié)果與討論

2.1　分析譜線的選擇

取高純RbCl試劑，按1.3溶解后，加入各待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其質(zhì)量濃度均為5.0 μg/mL，作為實(shí)驗(yàn)用溶液．在選定的儀器條件下測(cè)試該溶液，觀察各雜質(zhì)元素譜線情況，發(fā)現(xiàn)背景質(zhì)量濃度較小、靈敏度較高的譜線幾乎都不存在光譜干擾現(xiàn)象．本實(shí)驗(yàn)選擇的各元素譜線見表1.

表1　元素及其分析線

(Ⅰ)表示原子線，(Ⅱ)表示離子線．

2.2　儀器工作條件的優(yōu)化

ICP工作參數(shù)包括高頻發(fā)生器功率、載氣和輔助氣流量等，其中功率和載氣流量的影響最為顯著，參數(shù)的確定只能通過正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行．實(shí)驗(yàn)考察了功率為1 100，1 200，1 300，1 400 W時(shí)譜線的強(qiáng)度、光譜背景和電離干擾等情況，折中選擇儀器功率為1300 W．固定其他條件，改變載氣流量分別為0.70，0.75，0.80，0.85 L/min．結(jié)果表明，載氣流量為0.75 L/min時(shí)，譜線背景、發(fā)射強(qiáng)度和克服電離干擾指標(biāo)綜合良好．

2.3　干擾分析及其校正

在ICP-OES測(cè)試RbCl產(chǎn)品中的雜質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，由于大量易電離元素Rb的存在，主要干擾為基體干擾和電離干擾．實(shí)驗(yàn)觀察不同RbCl基體含量時(shí)，相同質(zhì)量濃度的雜質(zhì)元素(均為5 μg/mL)的譜線強(qiáng)度變化情況．從圖1可知，隨基體質(zhì)量濃度的增加，離子線元素Zn,Co,Ni,Fe,Ca的譜線強(qiáng)度逐漸降低；從圖2可知，原子線元素Cd,Si,Pb,Cu的譜線強(qiáng)度變化不明顯；從圖3可知，原子線元素Mg,Al,Li,Na,K的譜線強(qiáng)度逐漸升高，其中Li,Na,K譜線強(qiáng)度陡升．

圖1　不同含量基體對(duì)Zn,Co,Ni,Fe,Ca譜線強(qiáng)度的影響 Fig.1　Effect of different matrix content on the spectral lines of Zn, Co, Ni, Fe and Ca

圖2　不同含量基體對(duì)Cd,Si,Pb,Cu譜線強(qiáng)度的影響 Fig.2　Effect of different matrix content on the spectral lines of Cd, Si, Pb and Cu

圖3　不同含量基體對(duì)Mg,Al,Li,Na,K譜線強(qiáng)度的影響

2.4　方法的檢出限和精密度

選取2個(gè)市售RbCl產(chǎn)品1#和2#，按實(shí)驗(yàn)方法，以11次測(cè)定空白溶液的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度值作為待測(cè)元素的檢測(cè)限，以11次重復(fù)測(cè)定單個(gè)元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示精密度，結(jié)果見表2．由表2可知，產(chǎn)品中雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.01%時(shí)，RSD≤5%；雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.001%~0.01%時(shí)，RSD≤10%，方法精密度良好．

表2　方法的精密度和檢出限

2.5　方法的準(zhǔn)確度

為了驗(yàn)證方法的可靠性，對(duì)市售2個(gè)RbCl產(chǎn)品 3#和4#按選定方法分別做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，各元素回收率在92.0%~107.1%，結(jié)果見表3．

表3　回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3結(jié)論

本文對(duì)ICP-OES法測(cè)定RbCl產(chǎn)品中的14個(gè)雜質(zhì)元素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，建立了分析儀器的最優(yōu)化條件，研究了干擾的產(chǎn)生和校正，確定了檢測(cè)方法．結(jié)果表明，方法回收率為92%~107.1%，RSD為1.32%~10.00%，完全滿足分析的需要．該方法樣品前處理簡單，無需預(yù)先分離和富集就可一次性完成雜質(zhì)元素的測(cè)定，同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)也可為堿金屬鹽類化合物中雜質(zhì)的檢測(cè)提供參考．

參考文獻(xiàn):

[1]孫艷，王瑞江，元鋒，等. 世界銣資源現(xiàn)狀及我國銣開發(fā)利用建議[J].中國礦業(yè)，2013，22(9)：11-13,57.

SUN Yan，WANG Ruijiang，YUAN Feng，et al. The global status of rubidium resource and suggestions on its development and utilization in China[J]. China Mining Magazine，2013，22(9)：11-13,57.

[2]鐘遠(yuǎn)，孫柏，李海軍，等. 高含量氯化銣ICP-OES法分析測(cè)定[J].光譜學(xué)與光譜分析，2015，35(1)：223-227.

ZHONG Yuan，SUN Bai，LI Haijun，et al. Determination of high concentrations of rubidium chloride by ICP-OES[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis，2015，35(1)：223-227.

[3]劉力. 中國銣銫資源、技術(shù)現(xiàn)狀[J].新疆有色金屬，2013(增刊1)：158-165.

[4]方小平，汪淑姿. 高純氯化銣中痕量鐵的測(cè)量——鐵-水楊基螢光酮-溴化十六烷[J].儀器儀表與分析監(jiān)測(cè)，1997(1)：15-16,22.

[5]沈振天. 銣鹽及銫鹽中萃取原子吸收法測(cè)定微量鋰[J].光譜學(xué)與光譜分析，1984(2)：112-117.

[6]汪明禮，張毅，李振東.石墨爐原子吸收法測(cè)定高純碳酸銣中的銅[J].寧夏石油化工，2005(1)：25-26.

[7]陳先安，王克剛.用原子吸收法測(cè)定氯錫酸銣和氯錫酸銫中的鉀、銣、銫和錫[J].分析化學(xué)，1981，11(4)：277-278,297.

[8]莊勉之，陳先安.等離子體原子熒光光譜法測(cè)定鉀銣銫鹽中微量鋰鈉鈣鎂錳鍶鋅鈷[J].分析實(shí)驗(yàn)室，1987，6(1)：1-4.

ZHUANG Mianzhi，CHEN Xian’an. Determination of Li, Na, Ca, Mn, Mg, Sr, Zn and Co in potaosium, rubidium and caegium chlorides by ICP-Atomic Fluorescence Spectrometry[J].Chinese Journal of Analysis Laboratory，1987，6(1)：1-4.

[9]王曉輝，劉新春.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定高純氯化銣中27種元素[J].分析化學(xué)計(jì)量，2011，20(3)：19-22.

WANG Xiaohui，LIU Xinchun. Determination of 27 elements in high purity rubidium chloride[J].Chemical Analysis Meterage，2011，20(3)：19-22.

(責(zé)任編輯：梁俊紅)