ICP-OES法對氟化鋰中微量元素測定方法的初步研究

司騰飛

(多氟多新材料股份有限公司,河南 焦作 454591)

氟化鋰具有廣泛的用途,可以作為金屬焊接助熔劑使用,用于制造分光光度計和X衍射單色儀的棱鏡,還用于鋰離子電池電解液物質六氟磷酸鋰的制備。目前,氟化鋰中微量金屬元素的測定主要采用原子吸收光譜法,相比ICP-OES具有檢出限低、線性范圍寬,能同時測定多種元素等優點。通過測定條件及工作參數進行選擇,開發了ICP-OES快速測定氟化鋰中微量金屬元素的分析方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器:PE Optima 7000 DV。試劑:鈉、鎂、鉀、鈣、鐵混標溶液,10 mg/kg,PE公司。試劑:氟化鋰,多氟多新材料股份有限公司實驗車間。試劑為色譜純,實驗用水為超純水(電阻率>18.0×104Ω·m)。

1.2 儀器工作條件

等離子體功率1 300 W,冷卻氣流量15 L/min,輔助氣流量0.2 L/min,霧化氣流量0.8 L/min,溶液提升量1.5 L/min,沖洗時間20 s,延遲時間20 s。

1.3 實驗步驟

1.3.1硝解

稱取約1.000 0 g樣品于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中,加入16.666 7 g(1+1)硝酸,之后用超純水準確定量到100 g,搖勻待測。

1.3.2空白實驗

稱取16.666 7 g(1+1)硝酸,用超純水準確定量到100 g,搖勻為試劑空白溶液。

1.3.3標準工作曲線的制作

準確稱取0、0.040 0、0.200 0、1.000 0、5.000 0 g混標溶液(10 μg/g)于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中,加入16.6667 g(1+1)硝酸,之后用超純水準確定量到100 g,搖勻。此標準溶液系列為0、0.004、0.02、0.1、0.5 μg/g。

1.3.4測試

在建立完成分析方法、選定分析元素波長后,分別把標準空白和標準溶液通過蠕動泵吸入矩管中。利用電感耦合等離子體發射光譜儀進行標準工作曲線的繪制,完成后進行樣品空白測定,而后進行樣品測定。

2 結果與討論

2.1 待測波長和觀測位選擇

將鈉、鎂、鉀、鈣、鐵5個元素在推薦波長下分別采用軸向、徑向2種觀測位進行標準溶液的測定,建立標準曲線,然后將標準溶液當作樣品溶液進行復測來初步篩選合適的波長和觀測位。

5種元素軸向觀測位濃度復測值和相關系數見表1。

表1 元素軸向觀測位濃度復測值和相關系數

徑向觀測位濃度復測值和相關系數見表2。

表2 徑向觀測位濃度復測值和相關系數

鈉元素在589.592 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標準值都比較接近,其相關系數分別為0.999 988和1.000 000,滿足線性要求。

鎂元素在280.271、279.553 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標準值都比較接近,其相關系數在0.999 997～1.000 000,滿足線性要求。

鉀元素在766.490 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標準值都比較接近,其相關系數為0.999 977和0.999 922,滿足線性要求。

鈣元素在315.887 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標準值都比較接近,其相關系數為0.999 994和0.999 998,滿足線性要求。

鐵元素在用軸向觀測位239.562、259.939、273.955 nm波長下,測量值與標準值都一致;用徑向觀測位時239.562 nm波長下測量值與標準值一致。其相關系數在0.999 997～0.999 999,滿足線性要求。

2.2 樣品加標回收率

將初步篩選的波長和對應的觀測位進行加標回收率實驗,通過加標回收率的值來篩選最適合的波長和相應的觀測位。加標回收率結果見表3。

表3 樣品加標回收率實驗

將所測的加標回收率進行比較,每個元素選取最優的加標回收率值,在98.47%～113.21%,符合加標回收率要求,因此將這5種條件分別進行背景相當濃度、檢出限和精密度實驗。

2.3 背景相當濃度值、檢出限測定

對空白溶液連續測定20次,并計算標準偏差,以標準偏差的3倍所對應的濃度為各元素的檢出限,結果見表4。

表4 背景相當濃度值及檢出限

將5種條件進行背景相當濃度(BEC)和檢出限測定,結果表明,檢出限在0.009～4.947 ng/g,BEC值在0.000 3～0.101 6 μg/g,均符合儀器和方法的要求。

2.4 樣品精密度實驗

對樣品連續測定10次,計算其相對標準偏差,結果見表5。

將樣品進行精密度實驗,共測試10次,結果表明,相對標準偏差在4.46%～8.47%,說明儀器和方法的重復性較好。

3 結論

本方法采用電感耦合等離子體發射光譜儀對氟化鋰中微量鈉、鎂、鉀、鈣、鐵5種元素進行了測定。該方法準確、簡便、快速、可靠。