微波消解-原子熒光光譜法分析測定電池中汞

阮履婕

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊，貴州 六盤水 553004）

汞污染是世界主要污染之一，對環(huán)境和人體均不利。國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T7112-1998規(guī)定經(jīng)銷電池汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)要小于0.0001%。［1］

原子熒光光譜法作為由我國科學(xué)家獨立自主研發(fā)出來的高效儀器分析方法，目前在科研領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。和色譜技術(shù)（離子色譜或高效液相色譜）聯(lián)用更可以達到檢測無極汞、有機汞以及汞的不同形態(tài)的目的。不同于原子吸收光譜，光源與檢測器在一條直線上，原子熒光光譜為了避免光源發(fā)出的光影響檢測結(jié)果，光源和檢測器是在呈90°的兩條直線上。

待測原子的蒸汽受到特征波長的電磁波激發(fā)，部分自由電子躍遷到較高能級，并在約10-8s之內(nèi)返回低能態(tài)，從而發(fā)射出特征的原子熒光光譜。

本實驗通過原子熒光光譜法，根據(jù)測出的標(biāo)準(zhǔn)曲線對電池中的汞含量進行測定，并就燈電流強度條件進行了優(yōu)化選擇。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器

AF2-2202a行雙道原子熒光光度計（北京），配計算機處理系統(tǒng)及汞空心陰極燈；25mL比色管；

1.2 實驗試劑

汞標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.01μg／mL）；1% NaBH4溶液；5% HNO3溶液；500mL樣品液；純氬氣；全部由實驗室統(tǒng)一提供。實驗用水為經(jīng)過離子柱凈化的超純水。

1.3 儀器條件

光電倍增管負(fù)高壓：300V；原子化器溫度：200℃；原子化器高度：8mm；燈電流：10mA；載氣流量：4mL／min；屏蔽氣流量：1000mL／min。

1.4 汞標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

分別取 0.01μg／mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于25mL比色管中，用5% HNO3稀釋至刻度線。 得 0.4μg／L、0.6μg／L、0.8μg／L、1.0μg／L汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

儀器預(yù)熱后，由稀到濃測定標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強度（表1，圖1）。每次測量時，吸管中殘留上一次的測量溶液，因此每組第一個數(shù)據(jù)偏小或變化不大，應(yīng)將其舍去。通入載氣氬氣，可與氫氣作用產(chǎn)生氬氫焰，也可稀釋原子化器中的原子濃度，減少熒光猝滅的發(fā)生。［2］

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強度Tab.1 Fluorescence Intensity of Standard Solution

圖1 汞濃度-熒光強度擬合曲線

圖1中擬合曲線的R2＝0.98909。質(zhì)量濃度為0.6μg／L的標(biāo)準(zhǔn)溶液測出的熒光強度偏離較大，為異常點。剔除后可得圖2。

圖2 剔除異常點后的汞濃度-熒光強度曲線

圖2中的 R2＝0.99998，汞質(zhì)量濃度在0～1.0μg／L范圍內(nèi)線性程度大大提高，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程（1）。

2.2 樣品測量

電池樣品的質(zhì)量為0.4523g，其熒光強度的有效平均值為101.3，見表2。根據(jù)方程（1）插值，可知樣品汞質(zhì)量濃度為 0.597μg／L，即 0.66mg／kg。

表2 樣品檢測結(jié)果Tab.2 the Result of Sample Detection

2.3 燈電流強度優(yōu)化

將燈電流分別設(shè)置為10、8、5、3mA，對同一樣品進行測量，結(jié)果見圖3。

圖3 燈電流強度-熒光強度曲線

空白熒光強度對燈電流的R2為0.991，熒光強度對燈電流的R2為0.996，可見熒光強度與燈電流呈線性正比關(guān)系。

3 結(jié)論

實驗表明，電池樣品液中汞濃度為0.66mg／kg，且發(fā)射出的熒光強度與汞濃度和燈電流呈較好的線性正比關(guān)系，但當(dāng)為8mA時，熒光強度的增長有所下降，而其余三點較好地在一條直線上，而選擇燈電流為10mA時，測量結(jié)果數(shù)值偏大，噪聲或本底值偏大，因此燈電流以5mA為宜。