ICP-OES法測(cè)定減底蠟中金屬含量

秦改萍

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046200)

金屬元素是潤(rùn)滑油灰分的主要構(gòu)成因素[1]，作為潤(rùn)滑油的主要組成部分，基礎(chǔ)油中金屬含量的多少不僅直接影響潤(rùn)滑油的使用質(zhì)量，還是判斷優(yōu)品精制程度的重要指標(biāo)。本文采用ICP光譜儀對(duì)基礎(chǔ)油原料減底蠟中金屬元素含量進(jìn)行探討。

1 實(shí)驗(yàn)條件

本實(shí)驗(yàn)采用熱電公司Thermo Fisher iCAP 7000 ICP光譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具體參數(shù)設(shè)置及元素譜線選擇見(jiàn)表1及表2。

表1 儀器參數(shù)設(shè)置

為盡量減少所用試劑帶入雜質(zhì)造成的誤差，實(shí)驗(yàn)中用到的硝酸和鹽酸都為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682-2008中三級(jí)水規(guī)格，且氬氣純度大于99.999%。

表2 元素譜線選擇

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 石英坩堝的清洗

1) 向石英坩堝內(nèi)加入幾滴沸石、6 mL鹽酸和2 mL硝酸，加蓋，在溫度為120 ℃的加熱板上回流至少2 h，冷卻至室溫，倒出廢酸，再用純水沖洗石英坩堝和蓋子3次。

2) 將石英坩堝和蓋子放到馬弗爐內(nèi)，逐漸升溫到700 ℃并在此溫度保持30 min。關(guān)閉馬弗爐，坩堝冷卻后取出。

2.2 樣品處理

為使所取樣品具有代表性，需將待測(cè)樣放置于60 ℃烘箱內(nèi)加熱熔化為液體后充分搖勻取樣。

將加熱混合的3 g左右樣品轉(zhuǎn)移到石英坩堝中，利用加熱板在450 ℃加熱6 h，或直到反應(yīng)結(jié)束，使樣品全部轉(zhuǎn)化為黑色的類似焦炭物，冷卻后將樣品轉(zhuǎn)移至馬弗爐中進(jìn)行灰化(灰化程序：由室溫逐漸升溫至163 ℃，保持90 min，繼續(xù)升溫到610 ℃保持540 min，然后冷卻到40 ℃并保持10 min。若仍有黑色碳質(zhì)材料存在，把它留在石英容器內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一步的灰化程序，將石英容器放在馬弗爐內(nèi)，加熱到600 ℃，保持2 h或直到黑色碳質(zhì)材料消失后關(guān)閉馬弗爐，讓石英容器在爐內(nèi)冷卻，直到能夠安全取出，再次冷卻到室溫)?；一瓿珊螅蚴③釄鍍?nèi)加入6 mL鹽酸和2 mL硝酸，并置于300 ℃加熱板上微沸10 min直至樣品完全溶解。冷卻后將樣品轉(zhuǎn)移至25 mL玻璃比色管中，用3%HNO3定容。同樣步驟做空白。

樣品灰化消解過(guò)程對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確性起著至關(guān)重要作用，如果不能使金屬顆粒完全溶解，分析結(jié)果會(huì)偏低且會(huì)造成進(jìn)樣管路和霧化器堵塞問(wèn)題，無(wú)法保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置

取濃度為100 mg/L的含Al、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb、V、Zn、Bi、Ca、Li、Mg、Na、Sn、K、Sr、Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液20 mL于50 mL的容量瓶中，用3%HNO3稀釋定容。然后分別量取0、1.25、2.50、6.25、8.75、12.50、18.75 mL該溶液于25mL容量瓶中，最后用3%硝酸硝酸定容，得到質(zhì)量濃度分別為0、1、2、5、7、10、15 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

在表1及表2所列條件下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)系列(0、1、2、5、7、10、15、20 mg/L)測(cè)試，擬合工作曲線，檢查光譜譜圖并確認(rèn)工作曲線。然后進(jìn)行樣品測(cè)試。

3 結(jié)果及討論

3.1 儀器精密度、檢出限和定量限

為驗(yàn)證ICP儀器性能，按照本方法所設(shè)定參數(shù)條件對(duì)純水進(jìn)行8次平行測(cè)定，獲得標(biāo)準(zhǔn)偏差，進(jìn)而利用公式LOD=3σ，LOQ=10*σ得出儀器的檢出限和定量限，其中，σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差。具體結(jié)果如表3所示。

表3 精密度、檢出限及定量限結(jié)果

3.2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

為進(jìn)一步對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證，利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)[2]。稱取3份質(zhì)量為3 g的減底蠟于3個(gè)經(jīng)2.1步驟處理過(guò)的石英坩堝中，并將其中兩份加入分別加入質(zhì)量濃度為1 mg/L和2 mg/L的含所測(cè)元素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，依照2.2 所述過(guò)程進(jìn)行處理后按照表1及表2規(guī)定條件進(jìn)行含量測(cè)定，結(jié)果列于表4。結(jié)果顯示，所有元素的回收率都在97%～104%，儀器穩(wěn)定性及方法重現(xiàn)性良好。

4 結(jié)語(yǔ)

采用該方法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，很好地避免了樣品揮發(fā)損失和樣品玷污，提高分析的準(zhǔn)確度和精密度，而且ICP-OES法測(cè)定快速、準(zhǔn)確、線性范圍寬，整個(gè)方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和回收率都能取得滿意的結(jié)果，為基礎(chǔ)油品質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了有力技術(shù)支持。

表4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)