石墨爐原子吸收法測(cè)定地質(zhì)樣品中痕量銀

陳凱

（新疆有色地質(zhì)勘查局測(cè)試中心，新疆 烏魯木齊 830026）

地質(zhì)樣品中的銀是一種非常貴重的重金屬，長(zhǎng)期以來(lái)都是我國(guó)地質(zhì)工作人員進(jìn)行地質(zhì)勘查及地球探測(cè)的重要內(nèi)容和工作方向，也是地球化學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前，我國(guó)地球化學(xué)樣品中痕量銀的測(cè)定方法有多種，主要包括有機(jī)試劑萃取的火焰原子吸收光譜法、流動(dòng)注射的火焰原子吸收光譜法、分光光度法等，但是這些方法在一定程度上都存在一些問(wèn)題，比如基體干擾、靈敏度低以及在測(cè)定的時(shí)候容易受到周圍環(huán)境的污染等。這些方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于石墨爐原子吸收光譜法來(lái)說(shuō)，其能夠有效保證測(cè)定的靈敏度，但是由于在體系過(guò)程中加入了一些其他物質(zhì)，導(dǎo)致最終的測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題。為了更好地解決這種方法存在的問(wèn)題，本文將通過(guò)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，最后決定使用硝酸、高氯酸以及氫氟酸來(lái)進(jìn)行樣品處理，希望能夠保證石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定銀的靈敏度，以更好地延長(zhǎng)石墨管的使用期限，有效降低地質(zhì)樣品的測(cè)試成本，進(jìn)而找到檢測(cè)限低、精準(zhǔn)度高、精密度高以及分析速度快的測(cè)定地球化學(xué)樣品的方法。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

本次實(shí)驗(yàn)采用HITACHI Z-2010型號(hào)的原子吸收分光光度計(jì)，電子天平采用奧多利斯科學(xué)儀器，京制00000264號(hào)。此外，還會(huì)用到涂層石墨管、銀空心陰極燈7.5。

實(shí)驗(yàn)試劑：銀標(biāo)準(zhǔn)溶液100.00 μg/mL；鹽酸溶液、氫氟酸、硝酸、磷酸、硫酸；磷酸氫二銨等分析純。

基體改進(jìn)劑：硫脲（2%）-磷酸氫二銨（2%）溶液。

1.2 試樣前處理

在實(shí)驗(yàn)之前，有效稱取地質(zhì)樣品0.500 g，將其放置于四氟乙烯坩鍋中，分別往實(shí)驗(yàn)鍋中加入硝酸溶液3 mL、高氯酸溶液1 mL以及氫氟酸溶液10 mL；待中溶液充分混合后，對(duì)四氟乙烯坩鍋進(jìn)行加熱，一直加熱到有白煙出現(xiàn)為止；接著對(duì)其進(jìn)行冷卻處理，待處理完成后加入鹽酸溶液0.5 mL。由于會(huì)有一些地質(zhì)樣品殘留在坩鍋內(nèi)部，所以應(yīng)該用空白水對(duì)坩鍋內(nèi)壁進(jìn)行加熱沖洗，將沖洗液體轉(zhuǎn)移到試管當(dāng)中，加水至所需要的刻度，等待一段時(shí)間之后，渾濁液體會(huì)變?yōu)槌吻逡后w，這時(shí)才可以對(duì)測(cè)樣杯進(jìn)行測(cè)定。

1.3 測(cè)定中標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

本文實(shí)驗(yàn)中所制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線采用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制作曲線，以保證實(shí)驗(yàn)中試樣標(biāo)準(zhǔn)基體與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)基體相一致，有效消除基體的干擾，并且實(shí)驗(yàn)制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線具有很好的線性，能夠在一定程度上滿足對(duì)地質(zhì)樣品的測(cè)定要求。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)基體的改進(jìn)

從過(guò)去對(duì)地質(zhì)樣品中痕量銀的測(cè)定方法中可以看出，氯乙酸銨、硝酸鎂、磷酸氫二銨以及甲酸銨等都可以作為銀的基體改進(jìn)試劑，并且氯乙酸銨是現(xiàn)階段地質(zhì)工作人員認(rèn)為比較好的基體之一，但由于價(jià)格昂貴，會(huì)使實(shí)驗(yàn)成本增加，所以應(yīng)該選擇價(jià)格較低、制備過(guò)程簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)試劑。本次研究采用磷酸氫二銨-硫脲作為基體試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且以稀釋過(guò)的磷酸作為測(cè)定的介質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。在進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度非常高，其能夠在一定程度上達(dá)到最大吸光值。但是由于基體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太大，在一定程度上會(huì)縮短實(shí)驗(yàn)儀器中石墨管的使用期限，因此應(yīng)該將本次實(shí)驗(yàn)選定的基體試劑改為硫脲（2%）-磷酸氫二銨（2%）溶液。

2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)干燥溫度和時(shí)間的選擇

通常情況下，在進(jìn)行地質(zhì)樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)定的過(guò)程中，有效選擇干燥溫度的基本原則是“干燥溫度要比溶液自身的沸點(diǎn)高”。本文在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定的時(shí)候，選擇的介質(zhì)溶液是稀鹽酸，所以一定要將干燥溫度設(shè)定為110℃。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定之后，干燥的時(shí)間大約為9 s，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果比較穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)飛濺情況。所以，最終的干燥時(shí)間應(yīng)該為9 s。

2.3 實(shí)驗(yàn)中樣品的灰化溫度和時(shí)間

實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)前的試樣進(jìn)行處理，處理標(biāo)準(zhǔn)參考國(guó)家級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，這樣能夠通過(guò)改變灰化溫度來(lái)對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)一系列的測(cè)定得出如表1所示的測(cè)定結(jié)果。

表1 灰化溫度及吸光度

從表1可以看出，在溫度為625℃左右的時(shí)候，試樣的吸光度是非常高的，如果溫度繼續(xù)升高，吸光度則會(huì)出現(xiàn)下降的情況，所以灰化溫度應(yīng)該穩(wěn)定在625℃左右。

同樣，如果對(duì)灰化時(shí)間進(jìn)行討論，那么經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可以看出，灰化時(shí)間大概在15 s左右的時(shí)候吸光度達(dá)到最大。如果灰化時(shí)間持續(xù)增加，那么試樣的吸光度就開(kāi)始下降，所以最終的灰化時(shí)間應(yīng)該在15 s左右。

2.4 實(shí)驗(yàn)中原子化溫度和時(shí)間

在進(jìn)行原子化溫度實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)該保持實(shí)驗(yàn)過(guò)程中原子化溫度變化而其他條件不變，只改變?cè)踊瘻囟葋?lái)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中原子化溫度處于2 150℃的時(shí)候，吸光度能夠達(dá)到最大值，呈現(xiàn)出良好性質(zhì)。如果原子化溫度持續(xù)升高，那么吸光度將逐漸變得穩(wěn)定，但還是會(huì)對(duì)測(cè)定儀器中石墨管的使用期限造成影響，所以應(yīng)該將原子化溫度設(shè)定在2 150℃左右。

另外，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，原子化時(shí)間也會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果造成影響，因此需要有效改變?cè)踊瘯r(shí)間，進(jìn)行多次測(cè)定。多次測(cè)定的結(jié)果顯示，一般情況下，銀原子化過(guò)程需要的時(shí)間都是2 s左右，所以原子化時(shí)間應(yīng)該設(shè)定為2 s。

表2 原子化溫度及吸光度

2.5 樣品回收率實(shí)驗(yàn)

選取地質(zhì)樣品中2個(gè)相同的樣品，分別采用標(biāo)準(zhǔn)的銀溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液（不加銀）進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 銀回收率實(shí)驗(yàn)

3 總結(jié)

本次實(shí)驗(yàn)采用石墨爐原子吸收法測(cè)定地質(zhì)樣品中的痕量銀，有效地彌補(bǔ)了過(guò)去傳統(tǒng)測(cè)量方法的一些弊端，在一定程度上克服了雙電極發(fā)射光譜法、傳統(tǒng)測(cè)定法步驟多、測(cè)定消耗大量人力和物力等缺點(diǎn)。采用石墨爐原子吸收法測(cè)定地質(zhì)樣品中的痕量銀具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如測(cè)定分析實(shí)驗(yàn)樣品的方法簡(jiǎn)單、容易操作、測(cè)定的數(shù)據(jù)容易分析等。

本次實(shí)驗(yàn)采用的分析方法和曲線制作方式都能夠滿足國(guó)家相應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，并且偏差較小。

本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用的實(shí)驗(yàn)方法是采用石墨爐原子吸收法對(duì)試樣中的樣品進(jìn)行分析，這種方法測(cè)定的數(shù)據(jù)具有較好的穩(wěn)定性，能夠得到期望的結(jié)果。

在地質(zhì)樣品實(shí)驗(yàn)測(cè)定的過(guò)程中，如果加入一定的磷酸氫二銨試劑作為基體進(jìn)行測(cè)定，則實(shí)驗(yàn)將會(huì)得到較好的效果。本次實(shí)驗(yàn)中的液體體系有效克服了硫脲在實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)程中出現(xiàn)堵塞的情況，這樣的實(shí)驗(yàn)基體能夠更好地對(duì)內(nèi)部其他元素進(jìn)行測(cè)定。另外，實(shí)驗(yàn)不需要對(duì)其他樣品進(jìn)行處理，在一定程度上大大簡(jiǎn)化了樣品處理步驟，進(jìn)一步降低了樣品測(cè)定成本，能夠?yàn)槲磥?lái)的地質(zhì)樣品測(cè)定提供一定的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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