ICP光谱仪悬浮液进样方法研究

摘    要

    研究了固体粉末悬浮液的进样方法，采用将悬浮液经超声波发生器对固体微粒进行分散后，在磁搅拌下，以动态方式引入ICP测定。进行了悬浮液浓度、溶液酸度、进样量等因素对测定的影响试验，回收率结果表明，该进样方法简便，重视性好，是一种可行的进样方法。

    关 键 词   ICP-AES,悬浮液，进样方法

1 前言

    zui近十几年来进样技术是原子光谱法研究和发展的重要方面之一，粉末试样悬浮液直接进样的优点是克服了将固体试样转变成溶液所遇到的麻烦。这种进样方法对于难溶（熔）的金属氧化物，以及土壤等地质样品中的杂质元素的分析测定是很有应用前景的。

    就目前来看，固体进样技术分为两大类：一类是气化法，如钽片热气化，石墨棒电热法，以及激光气化法等;另一类是直接进样法，如载气吹入，双高频粉末进样等。但以上两类进样方法的共同缺点是需要一种附加装置，而且又都需要配制标准固体试样。

    本文提出的方法是：无须对仪器进行改动，以及有可能采用溶液标准进行校正，为此，我们对α–Al₂O₃悬浮液经超声流分散后，在磁搅拌下引入ICP进行杂质元素的测定，经过大量的进样方法的实验研究，获得了良好的结果。

2 实验部分

2.1 主要仪器和试剂

（1）HK-9600型电感耦合等离子体发射光谱仪。

（2）CSF-IB型超声波发生器。

（3）78HW-I型恒温磁力搅拌器。

（4）各元素的标准溶液均采用光谱纯或高纯金属及其氧化物配制成1mg/mL备用。

（5）优级纯硝酸。

（6）α–Al₂O₃粉末样品（粒径小于1μm）。

2.2 进样方法的比较和选择

    准确称取适量的Al₂O₃粉末，用去离子水配制成四份浓度相同的悬浮液，将悬浮液分别用振摇；磁搅拌；超声波分散3─5min后再振摇；以及超声波分散后再磁搅拌四种粉末微粒分散方式，在进样量一致的条件下，分别测定悬浮液中的有关杂质含量。比较表1的测定结果，可清楚地看出，第四种分散方式进样，测定的效果。其它三种方式由于微粒部分沉淀，悬浮液不均匀，致使测定结果偏低。

表1  不同分散方式的测定结果（μg/mL）

    因此，通过以上实验，选择固体粉末加水，经超声波分散后，再在磁搅拌下，以动态方式进样。对该进样方法做了进一步的可靠性实验验证。

2.3 进样方法可靠性实验

（1）  悬浮液浓度试验

    准确称取2份Al₂O₃粉末样，第二份的重量为*份的二倍，配制成相同体积的水悬浮液。依照上述选定的进样方法测定其中的杂质元素含量。结果见表2，显然，各元素含量与悬浮液浓度基本上成比例增大，这与预期结果是一致的。

表2  不同悬浮液浓度的测定结果（μg/mL）

（2）  悬浮液稳定性及均匀性试验

    同一份Al₂O₃悬浮液，经超声波分散后，在磁搅拌下放置不同的时间，并取任意部位进样测定，测定结果如表3，可见，立即（搅拌约2分钟）进样测定及经过一定时间后再测定，测得各元素含量变化不大。四次测定，各元素含量相对平均偏差zui大在2.3%。说明分散时间和取样部位对测定影响不大。在磁搅拌的动态方式下，悬浮液体系稳定，微粒基本上是均匀分布的。

（3） 酸度的影响                                                表3  稳定性试验（μg/mL）

    准确称取相同量的Al₂O₃粉末6份，分别用水和不同浓度的HNO₃稀释相同体积，观察酸度增大对悬浮微粒的影响。测定结果表明，除了铜的相对平均偏差较高外，其余各元素酸度增大对悬浮液测定的影响并不显著（见表4）。数据的误差可能与固体粉末为非均匀体系，以及与仪器基线漂移等因素有关。考虑到酸雾对仪器的损害，介质酸度不易过高。表4结果进一步表明固体粉末悬浮液的动态体系是比较均匀和稳定的。

表4  酸度影响(μg/mL)

（4） 进样方法精密度试验

    同一份Al₂O₃悬浮液，经超声波分散后，在磁搅拌下进样，连续测定5次，计算出标准偏差和相对标准偏差，数据列于表5。结果表明，相对标准偏差均在允许范围（5%）以内，说明这种进样方法有较好的精密度。

                                                                    表5  精密度试验(μg/mL)

（5） 回收率试验

    准确称取2份相同量的Al₂O₃粉末样品，其中一份用水定容至100mL，作对照。另一份加入已知量的各种标准溶液，定容至相同体积，然后将二份悬浮液以同样的条件进样测定，各元素的回收率见表6。由表6可见，各元素的回收率在97%-113%之间，相对误差均在允许范围（±20%）内。该准确度能满足一般分析测定的要求。

表6  回收率试验（μg/mL）

（6） 进样量的影响

    在相同的条件下，用水及0.02%和0.2% Al₂O₃悬浮液作进样量的比较，结果均为1mL/min，所以悬浮液在此浓度范围内不影响ICP进样系统的样品提升量。

3  结语

    （1）悬浮液的稳定性与均匀性对测定结果的准确性及可靠性是至关重要的。而固体粉末悬浮液中的固体微粒经超声波分散成单颗粒，然后处在磁搅拌动态方式下的悬浮液体系具有一定的稳定性，其中的颗粒分布也较均匀。实验证明，在对粉末样品不做溶（熔）样处理的情况下，采用动态方式进样，这种进样方法简便，测定重现性好，而且所需辅助器具易得。

    （2）动态方式进样法要求悬浮微粒粒度要小，一般要求微粒粒径在10μm以下^[4]。因为粉末粒度是影响发射信号强弱的关键因素之一。而且由于固体微粒比重较大，所以悬浮液浓度也不宜过大，一般在0.05%以下。

    （3）消除悬浮液进样的“残留”现象，测试间隔应用去离子水清洗进样系统，再下一次进样测定。