原子發(fā)射光譜法測氧化鈰中的鐠含量

張雪

摘要：用ICP-AES對氧化鈰里的鐠含量進行單獨測定，確定了最佳分析條件和譜線，尋找替代譜線，避免同波長的釤線帶來的影響。

關(guān)鍵詞：ICP-AES;氧化鈰;鐠分析線

氧化鈰可以做拋光材料、催化劑、催化劑載體、紫外線吸收劑、燃料電視電解質(zhì)、汽車尾氣吸收劑、電子陶瓷等，應(yīng)用十分廣泛。

氧化鈰中雜質(zhì)含量中鐠元素的測定十分重要。目前采用原子發(fā)射光譜法測定氧化鈰中的稀土含量時，發(fā)現(xiàn)鐠元素的測定重現(xiàn)性和穩(wěn)定性都比較差，因此對此進行一定探討。

1.實驗部分

1.1儀器與試劑

采用新型的ICP-AES，型號JY——ULTIMA②，單道掃描光譜儀。焦距1m，波長范圍：120nm～800nm，光源為氬等離子光源。

試劑：過氧化氫（30%），鹽酸（1+1），硝酸（1+1），氬氣（>99.99%）

1.2樣品的制備

試樣經(jīng)900℃灼燒一小時以后，以硝酸溶解，在稀硝酸介質(zhì)中，直接以氬等離子光源激發(fā)，進行測定。基體為5mg/mL。

高純氧化鈰（99.99%），國藥集團化學(xué)試劑有限公司。準確稱量1.2284g高純氧化鈰于100mL燒杯中，加入水潤濕，加入硝酸（1+1）10mL，3mL過氧化氫，置于電熱板低溫溶解至澄清，冷卻后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，以一級水定容至刻度，搖勻。此溶液中Ce約含10000mg/L。

準確稱取0.6142g氧化鈰樣品6份分別于100mL燒杯中，加入稀硝酸（1+1）過氧化氫3mL，置于電熱板上加熱低溫溶解至澄清，冷卻后加入鐠的儲備液，配置標準序列為0，0.25，0.50，1.0，2.0，5.0（mg/L）的標準溶液。

1.3光譜測定

溫度20～27℃，濕度≤80%的條件下，測定條件選擇為：等離子體光源。點燃等離子體，待焰炬預(yù)定15min后，導(dǎo)人待測元素的標準溶液，在設(shè)定波長，測定光輻射的強度，選擇信背比最大時的射頻功率，作為對被測元素使用的最佳功率，入射功率1.0KW，反射功率小于0。005KW。

載氣流量的大小，直接影響等離子體中心通道的溫度、電子密度及被測元素在等離子體中心通道的停留時間，會影響試液提升量的多少、霧化效率的高低和霧滴直徑的大小及霧滴均勻性，因此選擇儀器條件下最優(yōu)的冷卻氣流量13L/Min，等離子氣流量為0.3L/Min。

采用濃度為1mg/L的Cd元素來確定最佳觀測高度。通過逐漸改變載氣流量使觀測高度在13～17mm進行調(diào)整和選擇。最終選擇觀察高度13mm。

選用多條譜線進行譜線描跡，參考國標GBT18115.2-2006中推薦分析線，選出合適譜線，計算機輸入測定。

以分析線強度作為優(yōu)化目標對于低含量元素測定是有用的，但由于分析線的檢出限不是依賴分析線強度，而是與信噪比有關(guān)。故以分析線強度優(yōu)化目標，往往得不到最好的檢出能力。初步選擇分析譜線422.533，390.841，410.070三條譜線進行描跡，所以選用三條譜線作為分析線。

2.結(jié)果與討論

2.1譜線選擇

譜線422.533，410.070，390.841，均顯現(xiàn)線性曲線，其中422.533線性和強度最佳，但與其它譜線測定結(jié)果有差別，410.373經(jīng)測定穩(wěn)定性較差，390.841強度高但梯度很小。選用422.533這條線最為最優(yōu)譜線。

2.2檢出限

以最佳分析線422.533進行分析，將樣品連續(xù)測定十次，取與測定平均值相對應(yīng)的三倍標準偏差所相當?shù)拇郎y分析物濃度（mg/L）作為方法檢出限，結(jié)果為0.357。

2.3重現(xiàn)性和準確性

對樣品進行重復(fù)半小時測量，422.533結(jié)果穩(wěn)定。410.373波動較大，重現(xiàn)性不好。對樣品進行加標回收，422.533回收率為104.7%。

2.4干擾情況

在原子發(fā)射光譜分析中存在的干擾效應(yīng)會對樣品的測量結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差或偶然誤差。干擾現(xiàn)象依據(jù)產(chǎn)生的機理可分為光譜干擾和非光干擾兩類，光譜干擾是指待測元素分析線的信號和干擾物產(chǎn)生的輻號分不開的現(xiàn)象;非光譜干擾包括物理干擾、化學(xué)干擾和電離干擾。

在ICP光譜分析中，分析線強度和光譜背景發(fā)射是受多個因素影響。首先要考慮優(yōu)化的目標。在ICP光譜分析實驗中，對于不同類型樣品有各種不同的優(yōu)化目標，歸納如下：①分析線強度值較大。②信背比或信噪比較大。③背景等效濃度較低。④基體效應(yīng)較小。

基體效應(yīng)主要是鹽。溶液中可溶性固體的增加也將逐漸增加溶液黏度，導(dǎo)致譜線強度降低。不同鹽類溶液的濃度、密度不同，對分析線強度和背景影響差別很大。鹽基體效應(yīng)的影響因素比較復(fù)雜：①影響試樣溶液的物理性質(zhì)，增加黏度，影響霧化進樣。②產(chǎn)生光譜背景干擾，降低信背比，降低檢出能力，增加檢出限。③產(chǎn)生激發(fā)干擾，改變等離子體成分，影響等離子體溫度，改變激發(fā)環(huán)境。

基體匹配法是在配制標準溶液系列時，加入與分析樣溶液相同量的基體，使標準溶液系列主要成分與分析樣相同或相近。能有效的抑制基體效應(yīng)。

但我們選擇最優(yōu)的譜線422.533，經(jīng)兩臺儀器描跡，發(fā)現(xiàn)存在些許光譜干擾，釤的一條離子線對分析產(chǎn)生干擾，不適宜在測量全部14種稀土雜質(zhì)的時候使用。

3.結(jié)論

采用ICP-AES原子發(fā)射光譜法測定氧化鈰中鐠的含量，選取多條鐠的分析線測定，選擇最后較理想的分析線為422.535，但同時測定氧化鈰中的十四種稀土雜質(zhì)時，選擇鐠的譜線存在光譜干擾，其他譜線強度和穩(wěn)定性不夠，未發(fā)現(xiàn)良好的替代譜線，所以選擇將鐠單獨配置標準曲線，能得到良好的回收率和穩(wěn)定性，可以應(yīng)用在實際測定中。避免當樣品中釤含量對于樣品準確性的影響，以及混合標準溶液的時候，422.533的釤線對鐠分析線的影響，較為簡單快捷，有效避免了干擾系數(shù)的錯綜復(fù)雜。

參考文獻：

[1] 王國清主編.無機化學(xué).北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2008.08.

[2] 中國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T18152-2005稀土金屬及其氧化物中稀土雜質(zhì)的化學(xué)分析方法的測定[S].北京：中國標準出版杜，2006

（作者單位：甘肅稀土新材料股份有限公司）