碰撞反應(yīng)池等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定高純工業(yè)品三溴化硼中27種金屬元素

周大穎，祝 飄，鐘宏波*，張 慧

(1.貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，貴州 貴陽(yáng) 550016；2.貴州威頓晶磷電子材料有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550014)

碰撞反應(yīng)池等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定高純工業(yè)品三溴化硼中27種金屬元素

周大穎1，祝 飄2，鐘宏波1*，張 慧1

(1.貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，貴州 貴陽(yáng) 550016；2.貴州威頓晶磷電子材料有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550014)

目的：建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)同時(shí)測(cè)定高純工業(yè)品三溴化硼中鋁、銻、砷、鋇、鉍、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鎵、金、鐵、鉛、鋰、鎂、錳、汞、鎳、鉀、銀、鈉、錫、鍶、鈦、釩、鋅的方法。方法：采用標(biāo)準(zhǔn)加入法及碰撞反應(yīng)池技術(shù)消除干擾，確立了最佳測(cè)定條件。結(jié)果：檢出限為0.003～0.166μg/L，精密度為1.0%～6.4%，回收率在88.8%～114.8%之間。結(jié)論：本方法無(wú)復(fù)雜前處理步驟、重復(fù)性好、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便，完全適用于高純工業(yè)品三溴化硼中27種金屬元素的同時(shí)測(cè)定。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法 ；高純工業(yè)品三溴化硼；金屬元素；標(biāo)準(zhǔn)加入法；碰撞反應(yīng)池技術(shù)

近年來(lái)，隨著能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，各發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛發(fā)展電子工業(yè)。高純?nèi)寤鹂勺鳛榕鹪丛谇皵U(kuò)散過(guò)程中對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行摻雜，也可經(jīng)氫還原進(jìn)一步得到半導(dǎo)體行業(yè)所用高純硼粉[1]。目前市場(chǎng)上對(duì)高純工業(yè)品三溴化硼中金屬元素含量要求均在10-6以下，對(duì)分析的準(zhǔn)確度和靈敏度要求都很高。為此，本文對(duì)儀器工作條件及樣品前處理進(jìn)行了研究，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法及碰撞反應(yīng)池技術(shù)消除基體的干擾，建立了用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)同時(shí)測(cè)定半導(dǎo)體行業(yè)用高純工業(yè)品三溴化硼中27種元素的檢測(cè)方法[2-6]，該方法在國(guó)內(nèi)尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文為高純工業(yè)品三溴化硼產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管提供技術(shù)支持，供同行參考借鑒。

1 材料與方法

2.1 儀器與試劑

2.1.1

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(7700S)；Millipore超純水處理系統(tǒng)(明澈24)，在線制備電導(dǎo)率(25℃)不大于0.0055 mS/m的超純水；氬氣、氫氣、氦氣(純度>99.99%)

2.1.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ

1 mL溶液含Ag、Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Sr、V、Zn 各0.010 mg；混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：1 mL溶液含Au、Sb、Sn 各0.010 mg；混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅲ：1 mL溶液含Ti、Bi各0.010 mg；單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅳ：1 mL溶液含Hg 0.010 mg。以上標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供。

2.1.3

質(zhì)譜調(diào)諧液1.0μg/L(Li、Mg、Y、Ce、TI、Co)，由安捷倫公司提供。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 樣品預(yù)處理

移液管準(zhǔn)確移取待測(cè)試樣1.0 mL(約2.65 g)于100 mL潔凈干燥的坩堝中，緩慢向坩堝里滴加水，滴加約1 mL后，再向坩堝內(nèi)加入約20 mL水，然后將坩堝放到電熱板上加熱消解，電熱板溫度調(diào)至90 ～100 ℃，待坩堝中的樣品液澄清后，將坩堝從電熱板上取下，將樣品液轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

2.2.2 工作曲線溶液的制備

用移液槍各移取0.5 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ、混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ、混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅲ和單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅳ，置于同一100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。該標(biāo)準(zhǔn)溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，1 mL溶液中含陽(yáng)離子各0.05 μg。

用移液管移取六份10 mL試驗(yàn)溶液，分別置于六個(gè)100 mL容量瓶中，再用適合的移液管準(zhǔn)確移取0.00 ,0.025 ,0.05,0.10 ,0.20 ,0.40 mL上述標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于上述容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

2.2.3 樣品測(cè)定

按電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)操作規(guī)程打開儀器，在真空已經(jīng)準(zhǔn)備好狀態(tài)下，打開冷卻水循環(huán)，打開氬氣閥、氦氣閥、氫氣閥，吹掃氣路，裝好蠕動(dòng)泵管，待儀器處于穩(wěn)定狀態(tài)后，對(duì)工作曲線溶液進(jìn)行測(cè)定，以被測(cè)各陽(yáng)離子濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。將曲線反向延長(zhǎng)與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)即為被測(cè)金屬元素的濃度(μg/L)。

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器檢出限、方法的精密度及回收率

采用超純水做空白溶液，重復(fù)測(cè)定20次，計(jì)算各元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)，3σ所對(duì)應(yīng)的濃度即為檢出限；按照上述樣品前處理方法，對(duì)同一高純品三溴化硼連續(xù)測(cè)定11次，得出各元素的平均濃度，計(jì)算相應(yīng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)；在樣品中加入適量標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定并計(jì)算出各元素加標(biāo)回收率，結(jié)果見表1。檢出限在0.003～0.166μg/L之間； RSD 均不高于7%；其回收率均在88.8%～114.8%之間，說(shuō)明本方法測(cè)定準(zhǔn)確度高，滿足試驗(yàn)分析要求。

表1 儀器檢出限、方法的精密度及加標(biāo)回收率

4 結(jié)論

本文建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定高純工業(yè)品三溴化硼中27種金屬元素的方法。方法靈敏度高、檢出限低、精密度高、回收率好，且無(wú)復(fù)雜的前處理過(guò)程，完全適用于高純工業(yè)品三溴化硼中的27種金屬元素同時(shí)測(cè)定，在實(shí)際工作中具有很好的推廣價(jià)值。

[1] 夏 雯,劉淑鳳,蔣文全，等.高純?nèi)寤鸬闹苽鋄J] .化學(xué)試劑，2014，36( 6) : 569-570, 573.

[2] 李金英，石 磊，魯盛會(huì)，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)及其聯(lián)用技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)，2012, 2(2): 1-5.

[3] 劉 紅，趙春華，劉 英.高純二氧化鍺中痕量雜質(zhì)的ICP-MS法測(cè)定[J].分析試驗(yàn)室，2006, 25(7): 64-66.

[4] 王金磊.電感耦合等離子體質(zhì)譜法高純鎳粉中18種雜質(zhì)元素含量的測(cè)定[J].四川化工，2013, 16(6): 33-35.

[5] 袁 靜，王亞林，湯潔.微波消解-ICP/MS法同時(shí)測(cè)定水產(chǎn)品中13種元素[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2013, 25(5): 31-33.

[6] 袁利杰，劉 輝，鄭子棟.ICP-MS法測(cè)定注射用水中16種金屬元素的含量[J].中國(guó)藥師，2014, 17(12): 2043-2045.

(本文文獻(xiàn)格式：周大穎，祝 飄，鐘宏波.碰撞反應(yīng)池等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定高純工業(yè)品三溴化硼中27種金屬元素[J].山東化工，2017，46(04)：86-87，90.)

Simultaneous Determination 27 Kinds of Metal Elements in High Purity Industrial Boron Tribromide by Collision Reaction Pool Plasma Mass Spectrometry (icp-ms)

ZhouDaying1，ZhuPiao2，ZhongHongbo1*，ZhangHui1

(1.Institution of Supervision and Inspection Product Quality of GuiZHou Province，Guiyang 550016,China；2. Guizhou Wylton Jinlin Electronic Materials Co., Ltd., Guiyang 550014,China)

The method for simultaneous determination Al、Sb、As、Ba、Bi、Cd、Ca、Cr、Co、Cu、Ga、Fe、Pb、Au、Li、Mg、Mn、Hg、Ni、K、Ag、Na、Sn、Sr、Ti、V、Zn of High purity industrial boron tribromide had been established by inductively coupled plasma mass spectrometry(icp-ms). Methods: The best working conditions of instrument had been established. The interference had been eliminated by standard addition method and collision reaction pool technology . Results: Detection limit in 0.003 ～ 0.166μg/L, precision is 1.0%～ 6.4%, recovery is between 88.8%～114.8%.Conclusion:The method without complicated pretreatment steps, good repeatability, high sensitivity, simple operation suitable for simultaneous determination 27 kinds of metal elements in High purity industrial boron tribromide.

inductively coupled plasma mass spectrometry; High purity industrial boron tribromide; Metal elements; Standard addition method; Collision reaction pool technology

2017-01-13

周大穎(1979—)，女，黑龍江青岡人，高級(jí)工程師，醫(yī)學(xué)碩士， 主要從事化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)工作；通訊作者：鐘宏波(1972—)，女，山東人，高級(jí)工程師，理學(xué)學(xué)士，主要從事化工產(chǎn)品質(zhì)量管理及檢驗(yàn)。

O657.63

A

1008-021X(2017)04-0086-02