原子吸收光譜法測(cè)定潤(rùn)滑油中鐵、銅、鎳、鎂

高文莉，榮麗麗

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶化工研究中心，大慶163714）

1 前 言

鐵、銅、鎳、鎂是潤(rùn)滑油研制和應(yīng)用過(guò)程中的主要控制指標(biāo)，其含量的多少直接影響潤(rùn)滑油產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及應(yīng)用范圍。因此，在潤(rùn)滑油研制和應(yīng)用過(guò)程中必須嚴(yán)格控制鐵、銅、鎳、鎂的含量。目前潤(rùn)滑油中鐵、銅、鎳、鎂的測(cè)定一般采用化學(xué)法、等離子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法。化學(xué)法操作繁瑣，化學(xué)反應(yīng)條件難以控制，誤差較大；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17476中規(guī)定了用電感耦合等離子發(fā)射光譜法對(duì)使用過(guò)的潤(rùn)滑油中添加劑元素、磨損金屬和污染物以及基礎(chǔ)油中金屬元素的測(cè)定，用等離子發(fā)射光譜法雖然測(cè)定速度快，但儀器較昂貴，成本較高。原子吸收光譜儀以其低成本的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用［1］，但樣品中共存元素之間會(huì)存在干擾［2］。本研究采用原子吸收光譜法研究共存元素的干擾及消除方法，采用干法灰化技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行處理，通過(guò)空氣－乙炔火焰原子吸收光譜法同時(shí)測(cè)定潤(rùn)滑油中鐵、銅、鎳、鎂含量。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 儀器及工作條件

采用美國(guó)PE儀器公司AA800型原子吸收光譜儀以及鐵、銅、鎳、鎂空心陰極燈，儀器的工作條件見(jiàn)表1。

2.2 試劑及材料

硝酸、鹽酸，優(yōu)級(jí)純；鐵、銅、鎳、鎂、鈉、鋁、硅、鋅、鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為1 000mg/L，購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，使用時(shí)稀釋至50mg/L；5%鑭溶液；去離子水；氬氣，高純氣體，純度99.99%。

表1 儀器的工作條件

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

2.3.1 樣品預(yù)處理 準(zhǔn)確稱(chēng)取潤(rùn)滑油樣品2.000 0g（具體稱(chēng)量視樣品的含量而定）于30mL瓷坩堝內(nèi)，加入0.5mL硝酸，緩慢加熱，待油氣出現(xiàn)時(shí)點(diǎn)燃濾紙降低電爐溫度，使試樣自由燃燒，將要停止時(shí)，再逐漸提高爐溫繼續(xù)焦化直到不起火為止，移入馬福爐于600℃灰化2h，待爐溫降至200℃以下時(shí)，取出坩堝冷卻后，用1%硝酸溶解并移入10mL容量瓶中，加入5%鑭溶液0.2mL，用1%硝酸定容至刻度。按上述條件同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制 分別取50mg/L鐵、銅、鎳、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液各2mL于10mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，各元素的濃度均為10mg/L，分別取此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液0，0.2，0.8，1.4，2.0mL于10mL容量瓶中，加入5%鑭溶液0.2 mL，硝酸0.1mL，用去離子水稀釋至刻度，鐵、銅、鎳、鎂的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液濃度分別為0，0.2，0.8，1.4，2.0mg/L，按表1的工作條件進(jìn)行測(cè)定，在測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列后立即測(cè)定試液中鐵、銅、鎳、鎂的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 干擾與消除試驗(yàn)

采用原子吸收光譜法檢測(cè)潤(rùn)滑油中含有的共存元素銅、鐵、鎳、鈉、鎂、鋁、硅、鋅、鈣等。取50mg/L鐵、銅、鎳、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液各0.4mL于10 mL容量瓶中，分別加入對(duì)應(yīng)干擾元素銅、鐵、鎳、鈉、鎂、鋁、硅、鋅、鈣，加入硝酸0.1mL，用去離子水稀釋至10mL刻度，使干擾元素的濃度分別為0，5，10，15，20，50，100mg/L，測(cè)定鐵、銅、鎳、鎂的吸光度，干擾試驗(yàn)［3］結(jié)果表明，鐵、銅、鎳、鎂濃度為2mg/L時(shí)，共存鐵、銅、鎳、鈉、鋅、鎂、鋁、鈣的濃度在100mg/L以?xún)?nèi)無(wú)干擾，硅在0～100mg/L范圍內(nèi)對(duì)鐵、鎂有干擾。硅對(duì)鐵、鎂的干擾及消除數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，硅在100mg/L范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)同濃度鐵的干擾程度基本不變，對(duì)鎂的干擾較大；當(dāng)加入鑭抑制劑（濃度為1 000mg/L）時(shí)，硅含量小于100mg/L時(shí)，硅對(duì)鐵、鎂的干擾全部消除。

表2 硅對(duì)鐵、鎂的干擾與消除試驗(yàn)結(jié)果 %

3.2 精密度試驗(yàn)

取同一潤(rùn)滑油樣品按照2.3.1方法處理，在表1的工作條件下進(jìn)行11次平行測(cè)定，精密度［4］測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果

3.3 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

3.3.1 加入回收試驗(yàn) 為了證實(shí)本方法的可靠性，稱(chēng)取同一潤(rùn)滑油樣品4份各2g于瓷坩堝內(nèi)，在其中3份中加入不同量的Fe，Cu，Ni，Mg標(biāo)準(zhǔn)溶液，按2.3.1方法處理樣品后定容10mL容量瓶中，按表1的測(cè)定條件測(cè)定各元素的含量，回收率［5］結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)，F(xiàn)e，Cu，Ni，Mg元素的回收率均在96%～105%之間。

表4 回收率試驗(yàn)結(jié)果

3.3.2 對(duì)比試驗(yàn) 為了驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確度，用實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果與某標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)，兩個(gè)單位測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，相對(duì)誤差均小于6%。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)和F檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明兩個(gè)單位測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著差異。

表5 樣品分析結(jié)果

3.4 檢測(cè)限測(cè)定

取鐵、銅、鎳、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1mg/L，按本方法測(cè)定條件分別進(jìn)行10次各元素吸光度測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表6。檢測(cè)限［6］（D.L）按公式：D.L＝C（2δ/A）計(jì)算。式中：A為試液平均吸光度；C為試液濃度，mg/L；δ為試液平均吸光度標(biāo)準(zhǔn)偏差。由表6可見(jiàn)，本方法測(cè)定鐵、銅、鎳、鎂的檢測(cè)限分別為0.039，0.025，0.040，0.022mg/L。

表6 檢測(cè)限測(cè)定結(jié)果

4 結(jié) 論

用原子吸收光譜法測(cè)定潤(rùn)滑油中鐵、銅、鎳、鎂，采用干法灰化技術(shù)處理樣品，可提高分析測(cè)試速率，結(jié)果準(zhǔn)確，方法精密度可靠。共存元素硅對(duì)鐵、鎂的測(cè)定有干擾，通過(guò)加鑭抑制劑可消除干擾。測(cè)定各元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，回收率在96%～105%之間，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。

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