ICP-OES法測定堿式碳酸銅中鈉、鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘、砷

徐 輝，李海輝，劉 念，胡昌文

（江西核工業(yè)興中科技有限公司，江西南昌330002）

化工分析與測試

ICP-OES法測定堿式碳酸銅中鈉、鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘、砷

徐 輝，李海輝，劉 念，胡昌文

（江西核工業(yè)興中科技有限公司，江西南昌330002）

提出了用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定堿式碳酸銅中鈉、鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘、砷等雜質(zhì)含量。對測定條件及工作參數(shù)進行了研究，采用釔標準溶液內(nèi)標法消除基體干擾，通過選擇適宜的分析譜線以消除光譜干擾。與原子吸收分光光度計法（AAS）相比，此方法分析速度快、精密度高。

堿式碳酸銅；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；光譜干擾；釔標準溶液內(nèi)標法

堿式碳酸銅廣泛用于有機合成催化劑、電鍍、原油脫硫劑、木材防腐劑、顏料、殺蟲劑、磷毒解毒劑以及其他工業(yè)制銅鹽的原料。有效準確地測量堿式碳酸銅中雜質(zhì)元素的含量，對控制堿式碳酸銅產(chǎn)品質(zhì)量至關重要。目前檢測雜質(zhì)含量常用的方法有AAS法和ICP-OES法。AAS法測定結(jié)果準確、可靠，但雜質(zhì)元素要分別測定，操作繁瑣、工作效率低，尤其是測定易電離的鈣元素時還必須加鑭鹽抑制其電離。ICP-OES法具有檢出限低、線性范圍寬、能同時測定多種元素等優(yōu)點，而且操作簡單、工作效率高。筆者通過對測定條件及工作參數(shù)進行選擇，采用釔標準溶液內(nèi)標法消除基體效應的影響，通過選擇適宜的分析波長以消除光譜干擾，采用ICP-OES法快速測定了堿式碳酸銅中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As雜質(zhì)元素的含量，方法精密度RSD≤5%。

1 實驗部分

1.1 試劑和溶液

Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As、Y標準溶液:質(zhì)量濃度為1.000 mg/mL（國家標準物質(zhì)研究中心）?；旌蠘藴嗜芤?鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘質(zhì)量濃度各5 mg/L，砷質(zhì)量濃度10 mg/L。Y內(nèi)標溶液:質(zhì)量濃度為50 μg/mL。鹽酸（優(yōu)級純）；一級水（電阻率＞18.0 MΩ·cm）；氬氣（純度大于99.9%）。

1.2 儀器設備

Optima 5300 DV型全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。工作條件:射頻發(fā)生器功率為1 300 W，觀測距離為15 mm，載氣流量為15 L/min，輔助氣流量為0.4 L/min，霧化氣流量為0.8 L/min，蠕動泵泵速為1.5 mL/min。

1.3 樣品配制

稱取0.180 0 g樣品，用少量水潤濕并分散試樣，緩慢加入3mL鹽酸，溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，加入2mL釔內(nèi)標溶液，用一級水稀釋至刻度，搖勻。

同時做空白試驗，空白試驗溶液除不加試樣外，其他加入試劑的種類和量與試驗溶液相同。

1.4 工作曲線溶液制備

用移液管分別移取0.00、1.00、2.00、4.00、8.00 mL混合標準溶液置于5個100 mL容量瓶中，分別加入2 mL釔內(nèi)標溶液、3 mL鹽酸，用一級水稀釋至刻度，搖勻。用移液管分別移取0.00、2.00、4.00、10.00、20.00 mL鈉標準溶液于5個100 mL容量瓶中，分別加入2 mL釔內(nèi)標溶液、3 mL鹽酸，用一級水稀釋至刻度，搖勻。

1.5 測定

在儀器最佳的測定條件下，利用標準曲線法按表1給出的雜質(zhì)元素波長測定各待測元素的光譜強度，釔內(nèi)標校正波長為242.219nm或371.029nm。計算機根據(jù)輸入的相關數(shù)據(jù)自動計算各元素的濃度。

表1 雜質(zhì)元素波長

2 結(jié)果與討論

2.1 光譜干擾試驗

1）基體效應。堿式碳酸銅中銅質(zhì)量分數(shù)高達55%以上，而雜質(zhì)元素質(zhì)量分數(shù)都在0.02%以下。要測定雜質(zhì)元素，高濃度的銅對雜質(zhì)元素的測定形成背景干擾，即基體效應。降低銅含量基體效應會減小，但雜質(zhì)元素的含量也會隨之降低。雜質(zhì)元素含量降低到一定程度將無法得到可靠穩(wěn)定的強度，從而影響雜質(zhì)元素含量的測定。為盡量減小銅對雜質(zhì)元素的基體效應，且雜質(zhì)元素的測定濃度也在合適的范圍，實驗把樣品銅質(zhì)量濃度控制在1 g/L以下，并采用釔內(nèi)標法進行強度補償。

2）光譜干擾。除了高含量銅對雜質(zhì)元素光譜產(chǎn)生干擾以外，其他低含量的元素不足以干擾雜質(zhì)元素的測定。為消除光譜干擾，實驗進行了波長選擇試驗，其中Na 330.237 nm、Zn 213.857 nm和330.258 nm、Ca 227.546 nm、As 197.197 nm、Pb 217.000 nm受基體干擾嚴重，Zn 202.548 nm受銅干擾比較嚴重，所以不選擇上述波長進行實驗。其他波長雖然基體干擾和光譜干擾比較小，但是各波長的靈敏度也有強弱之分。通過對試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出各雜質(zhì)元素最佳測定波長（見表1）。

2.2 ICP-OES工作參數(shù)選擇

實驗采用耐腐蝕耐高鹽正交霧化器，在霧化器進樣端裝有耐腐蝕寶石噴嘴，與氬氣寶石噴嘴十字交叉，霧化效率高、靈敏度高、穩(wěn)定性好。實驗考察了射頻功率、輔助氣流量、蠕動泵泵速和霧化氣流量對測定的影響。結(jié)果表明:輔助氣流量對測定的影響相對不大，由于試樣鹽分比較高，易沉積在中心管，試驗選擇輔助氣流量為0.4 L/min；優(yōu)化射頻功率為1 300 W，觀測距離為15 mm，載氣流量為15 L/min，霧化氣流量為0.8 L/min，蠕動泵泵速為1.5 mL/min。

2.3 測定背景選擇

對測定元素選擇不扣背景和自動扣背景分別進行測定。試驗表明，扣背景的條件更佳。

2.4 方法檢出限

按照GB/T 30902—2014《無機化工產(chǎn)品雜質(zhì)元素的測定ICP-OES法》附錄C檢出限測定方法，配制4個質(zhì)量濃度成比例的待測元素標準溶液，以及稱取高純銅（純度＞99.999%）配成銅質(zhì)量濃度為1 g/L的空白溶液。調(diào)節(jié)儀器至最佳工作狀態(tài)，測定系列標準溶液的強度，繪制工作曲線。對空白溶液連續(xù)測定10次，并計算標準偏差。以標準偏差的3倍對應的濃度作為各元素檢出限，再折算出堿式碳酸銅（Cu質(zhì)量分數(shù)按55%計）的檢出限。各元素檢出限及HG/T 4825—2015《工業(yè)堿式碳酸銅》雜質(zhì)技術(shù)指標見表2。由表2看出，檢出限都大大低于行業(yè)標準雜質(zhì)技術(shù)指標，表明可以使用本方法檢測產(chǎn)品質(zhì)量。

表2 各元素檢出限

2.5 方法精密度

分取堿式碳酸銅試樣8份，按照試驗方法進行測定，相對標準偏差（RSD）見表3。

表3 相對標準偏差

3 結(jié)論

用ICP-OES法測定堿式碳酸銅中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As等雜質(zhì)元素含量。與AAS法相比，ICP-OES法具有快速、簡便、準確、精密度高等特點，在堿式碳酸銅雜質(zhì)項的測定中具有推廣意義。

聯(lián)系方式：136087968@qq.com

Determination of Na，F(xiàn)e，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and Asin basic copper carbonate with ICP-OES method

Xu Hui，Li Haihui，Liu Nian，Hu Changwen
（Jiangxi Nuclear Industry Xingzhong Technology Co.，Ltd.，Nanchang 330002，China）

The analysis method for determination of Na，F(xiàn)e，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and As in basic copper carbonate based on the inductively coupled plasma optical emission spectrometry（ICP-OES）has been presented.The determination conditions and operating parameters were researched.The yttrium standard solution internal standard method was used to remove matrix interference effect，and appropriate spectral line was selected to eliminate spectrum disturbance.Compare with atomic absorption spectrophotometry（AAS），this method had a faster analysis speed and a higher accuracy.

basic copper carbonate；ICP-OES；spectral interference；yttrium standard solution internal standard method

TQ131.21

A

1006-4990（2016）09-0072-02

2016-03-20

徐輝（1969— ），男，大學本科，高級工程師，主要研究方向為鈷鎳精細化工產(chǎn)品的研究、檢測、生產(chǎn)。

胡昌文