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連續光源原子吸收光譜法同時測定鎳基溶液中微量鐵、鈷、鉛、鋅含量
閱讀：850 發布時間：2020-9-22前言：鎳系統溶液中微量雜質元素鐵、鈷、鉛、鋅的含量是鎳產品生產過程中一個重要的質量控制指標 , 其含量在不同的生產工序中都有明確的*。因而，快速、準確的對各微量雜質元素的分析對于保證鎳產品的質量有著積極的意義。目前，對于鎳系統溶液中微量鐵、鈷、鉛、鋅雜質元素分析，鐵、鈷采用有機試劑萃取滴定目視比色法 [1,2] ，鉛采用共沉淀分離富集火焰原子吸收光譜法 [3] ，鋅采用纖維柱分離富集火焰原子吸收法 [4] 。該方法穩定可靠，在多年的鎳產品生產過程中，為保證產品質量發揮積極的作用，但該法同時存在著操作繁瑣，流程長、職工勞動強度大 ,有機試劑污染作業環境的弊端，滿足不生產工藝時限要求。利用連續光源原子吸收（CS AAS），對精煉鎳基體溶液進行研究，考察鎳基體對待測元素的影響，探討連續光源原子吸收光譜法測定的影響因素 , 選擇試驗條件，建立連續光源原子吸收光譜法測定鎳系統溶液中的雜質元素的分析方法。方法簡便、快速，實現一次進樣，連續測量鐵、鈷、鉛、鋅元素，對于改善現場環境、降低職工勞動強度、提高分析工作效率有著積極的意義，效果令人滿意。
1 基本原理 2004 年 , 德國耶拿分析儀器股份公司 (Analytik J enaAG) 成功地設計和生產出第yi臺商品化連續光源原子吸收光譜儀（contrAA）。其一經問世，就備受廣大分析工作者的關注，與傳統的銳線光源原子吸收光譜法（LS AAS）相比，具有良好的光學性能，其光柵雙單色器，分辨率達到 0.002nm，這對于觀察研究譜線特性和干擾，有著積極的意義，筆者觀察所研究的待測溶液的吸收光譜，吸收光譜直觀、明了（見圖 1~2）。
與銳線光源原子吸收光譜法（LS AAS）相比主要特點：（1）連續光源的短弧氙燈可用于所有的元素和譜線，代替經典 AAS 中特定元素光源（空心陰極燈 HCL）；（2）使用低噪聲半導體檢測器（CCD 線陣檢測器），替代傳統原子吸收的光電倍增管（PMT）檢測器。儀器硬件上的這 2 個改變，使得該儀器在多元素連續測量速度、效率及樣品的光譜背景干擾扣除方式上與傳統原子吸收相比，有顯著的優勢，對感興趣的 Fe、Pb、Cu 元素，參照 JJG694-90《原子吸收分光光度計檢定規程》要求（確認編號為 JJG694- 2005），比較 ContrAA300 連續光源原子吸收與銳線光源原子吸收光譜法（LS AAS）在穩定性、檢出限、精密度等方面的性能（見表 1）。數據表明 ：連續光源原子吸收較銳線光源原子吸收具有更為優良的穩定性和檢出限，這樣的優勢對于高鹽基體中微量元素測定將會起到積極的作用。
2 實驗部分 2.1 儀器 ContrAA300 連續光源原子吸收光譜儀 ( 德國耶拿分析儀器股份公司 )。 2.2 試劑試驗所用酸均為優級純，固體試劑為分析純，分析用水為超純水。 EDTA 溶液（10g/L）；雙氧水（30%）；鹽酸 (ρ=1.19 g/mL) ；硝酸（1+1）。
2.2.1 鈷標準貯存溶液 稱取 1.0000g 金屬鈷（>99.90%）于 500mL 燒杯中，加入 20mL 硝酸蓋上表皿，加熱溶解并蒸至小體積，取下冷卻后，用水沖洗表皿及杯壁，移入 1000mL的容量瓶中，以水定容。此標準溶液lmL含lmg鈷。 2.2.2 鈷標準溶液 移取 10.00mL 鈷標準貯存溶液于 100mL 容量瓶中。此溶液 1mL 含 100µg 鈷。再移取 5.00mL 鈷標準溶液（100µg/mL），加入 2mL 硝酸，置于 100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液 1mL 含 5µg 鈷。 2.2.3 鐵 標 準 貯 存 溶 液 稱 取 1.4297g 三 氧 化 二 鐵 (99.90% 以上 ) 于 500mL 燒杯中，加入 20mL 鹽酸，蓋上表皿，低溫加熱溶解至小體積，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入 l000mL 容瓶中，以水定容。此標準溶液 lmL 含 lmg 鐵。 2.2.4 鐵標準溶液 移取 10.00mL 鐵標準貯存溶液于 100mL 容量瓶中，加入 2mL 鹽酸以水定容。此標準溶液 lmL 含 100µg 鐵。再移取 5.00mL 鐵標準溶液（100µg/ mL），加入 2mL 硝酸，置于 100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液 1mL 含 5µg 鐵。 2.2.5 鉛標準貯存溶液 稱取 1.0000g 金屬鉛 (99.90% 以上 ) 于 500mL 燒杯中，加入 20mL 硝酸，蓋上表皿，加熱溶解并煮沸除去氮的氧化物，取下冷卻，用水沖洗表皿和杯壁，移入 1000mL 容量瓶中，以水定容，此標準溶液 lmL 含 lmg 鉛。 2.2.6 鉛標準溶液 移取 10.00mL 鉛標準貯存溶液于 100mL 容量瓶中，加入 2mL 硝酸以水定容。此溶液 lmL含 100µg 鉛。 再 從 中 移 取 10.00mL 鉛 標 準 溶 液（100 µg/mL），加入 2mL 硝酸置于 100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液 1mL 含 10µg 鉛。 2.2.7 鋅標準貯存溶液 稱取 1.0000g 純鋅（99.90% 以上），置于 400mL 燒杯中，加入 20mL 硝酸蓋上表皿，置于電熱板上低溫加熱至*溶解，煮沸驅除氮的氧化物，取下，用水洗杯壁及表皿，冷至室溫，移入 1000mL 容量瓶中，混勻。此標準溶液 lmL 含 lmg 鋅。 2.2.8 鋅標準溶液 移取 10.00mL 鋅標準貯存溶液于 100mL 容量瓶中，加入 2mL 硝酸以水定容。此溶液 lmL 含 100µg 鋅。再從中移取 5.00mL 鋅標準溶液（100µg/mL），加入 2mL 硝酸置于 100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液 1mL 含 5µg 鋅。
2.3 儀器測量條件 ContrAA300 原子吸收光譜儀工作條件和測量參數（見表 2~3）。表 2 ContrAA300 原子吸收光譜儀工作條件火焰類型 燃燒器類型 校準曲線方式結構背景 空白校正 C2H2-air 100mm 標準加入法 校正 校正表 3 contrAA300 原子吸收光譜儀測量參數元素 波長 (nm) 燃氣流量 (L/h) 空氣流量 (L/h) 燃燒器高度 (mm) 光譜觀察像數范圍 (pixels) 光譜寬帶 (nm) 像數積分點 Co 240.7254 50 470 6 200 0.28 3 Fe 248.3270 70 470 4 200 0.27 5 Pb 283.3060 45 470 6 200 0.31 5 Zn 213.8750 50 470 6 200 0.23 3 2.4 實驗方法 2.4.1 樣品前處理方法 取樣品 10.00mL 于 100mL 容量瓶中，加3mL EDTA溶液，2滴雙氧水,水稀釋至刻度，搖勻，待測。 2.4.2 標準加入校正法繪制曲線 分別移取 10.00mL 電積新液樣品五份置于 100mL 容量瓶，依次移取鈷標準溶液、鋅標準溶液 0.00mL，1.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL，移 取 鐵 標 準 溶 液 0.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL， 8.00mL， 移 取 鉛 標 準 溶 液 0.00mL，1.00mL，3.00mL， 5.00mL，10.00mL 置于上述 100mL 容量瓶中，加 3mL EDTA 溶液，加 2 滴雙氧水 , 水稀釋至刻度，搖勻。采用標準加入校正法繪制曲線。
3 結果與討論 3.1 基體干擾情況考察比較水溶液體系下 Co、Fe、Pb、Zn 標準工作曲線及鎳電積新液（鎳基體）體系下 Co、Fe、Pb、Zn 標準的標準加入校正法曲線，2 種曲線對比（見圖 3~6）。鎳電解（電積）新液為高鹽介質，基體密度約為 1.3 g/mL。由圖 3~6 各工作曲線斜率變化情況看出 ：大量鎳基體的存在，改變待測元素靈敏度，干擾待測元素 Co、 Fe、Pb、Zn 的測定。產生這種的原因在于，試液的密度、粘度及表面張力等特性的變化，致使噴霧量、霧化效率和原子化程度發生改變造成干擾。
溶液中微量元素 Co、Fe、Pb、Zn 而擬訂的分析方案。此方案較原化學分析方法，具備分析流程短、分析速度快、效率高，試劑消耗量少，作業現場無有機試劑污染等特點，值得推廣應用。但當溶液中 Pb 含量低于 0.5mg/L 時本法回收率不盡人意，分析結果與原方法結果存在一定差異，仍需要借助其他分析手段完成分析結果的報出。