稀土溶液中La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y检测方案(ICP-AES)

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analytikjena o应用领域/工业：coa 化学/高分子工业 临床化学/药学/保健/医疗卫生 化妆用品 电子工业 能源 环境/水/废弃物 食品/农业 地质/矿业 材料分析 冶金/电镀 药学 精炼厂/石油化学 ■半导体工艺 其他 ICP法测试氧化钕中稀土杂质 德国耶拿上海实验室 1 仪器介绍 PQ9000：高分辨率电感耦合等离子体发射光谱仪，蔡司技术光学系统，棱镜、、中阶梯光栅两级色散，光学分辨率0.003nm， 波长范围 160~900nm，波长准确度0.0004nm。垂直炬管，双向观测，氩气反吹消除尾焰，尾焰消除彻底。轴向、轴向扩展、侧向、侧向扩展4种测量方式，适合各类(有机、高盐)样品分析，满足不同浓度的同时测量。高量子效率和紫外高灵敏度的新一代 CCD 检测器，像素分辨率0.002nm，同时记录元素线与其直接光谱环境，自动扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7~1.7KW 功率可调射频发生器，各路气体均用质量流量控制器(MFC)控制，等离子体强劲稳定。吹扫光室、检测器用氩气又到等离子体使用，既能持续吹扫，提高灵敏度，又不额外消耗氩气，运行成体低。组合式炬管，卡擦式定位，操作方便。仪器无需预热，开机即测。 2 试验方法 2.1仪器参数 表1测试参数 名称 参数 观测方式 第一次有轴向有侧向，第二次全轴向 功率 1300 W 等离子体气流量 12 L/min 辅助气流量 0.5 L/min 雾化器流量 0.5 L/min 雾化器 玻璃同心雾化器，1.0 mL/min 雾化室 玻璃旋流雾化室，50mL 中心管 石英，内径2mm 进样泵速 1.0L/min 积分时间 3s 测定次数 3 2.2试剂和材料 2.2.1盐酸为高纯，水为一级，氩气为高纯。 2.2.2 La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y混合标准储备溶液：100mg/L，市售。 2.2.3Nd203基体溶液：称取99.999%的 Nd2O3 2.5000g于50mL烧杯中，用少量水润湿，加入10.0mL1+1高纯盐酸，低温加热溶解，待溶解完全后冷却至室温，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。用10mL 单标线干移液管各分取 10.00mL于另外4个50mL容量瓶中，配制含 0.5000g Nd203基体的系列标准曲线。 2.2.4可测 3N和4NNd203中稀土杂质的混合标准系列溶液： 表2各元素混合标准系列浓度 元素 混合标准系列号和稀土杂质(单质)质量浓度((ug/mL) 1 2 3 4 5 Nd203 10000 10000 10000 10000 10000 La Ce Pr Sm Eu GdTb Dy Ho Er Tm YbLuY 0 0.050 0.25 1.00 5.00 盐酸(v/v) 5% 2.2.5 GSB04—1648-_-2003 Nd203-3N稀土标准物质。 2.3样品分解 按 GB/T 18115.4--22006规定进行：称取0.500g预先经900℃灼烧 1h的 Nd2O3-3N稀土标准物质(平行2份)于100mL烧杯中，用少量水润湿，加入 5.0mL 1+1高纯盐酸，低温加热溶解，待试料溶解完全后冷却至室温，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 3结果与讨论 3.1分析结果 表3测试结果 元素 第一次(有侧向有轴向) 第二次(全轴向) 平均(%) 标样定值(%) La203 0.018 0.019 0.018 0.018±0.004 CeO2 0.025 0.024 0.024 0.0230.004 Pr6O1i 0.029 0.028 0.028 0.028+0.004 Sm203 0.024 0.025 0.024 0.023±0.004 Eu203 0.0014 0.0012 0.0013 --- Gd2O3 0.0014 0.0015 0.0014 Tb2O3 0.0002 0.0004 0.0003 --- Dy203 0.0006 0.0011 0.0008 Ho2O3 0.0004 0.0006 0.0005 --- Er2O3 0.0021 0.0017 0.0019 --- Tm2O3 0.0005 0.0004 0.0004 --- Yb2O3 0.0007 0.0004 0.0006 --- Lu2O3 <0.0001 ≤0.0001 ≤0.0001 --- Y203 0.0043 0.0041 0.0042 0.0050±0.0015 3.2全轴向观测标准曲线汇总 元素与谱线(nm) 浓度范围(ug/mL) 线性拟合系数(R) RSD(%) 线性方程 La 333.749 0.050~5.00 0.9999991 ≤2.13 I=289430c+424018 Ce 413.765 0.050~5.00 0.99990 ≤2.15 I=116197c+473936 Pr 525.973 0.050~5.00 0.99998 ≤1.44 I=79004c+184680 Sm 442.434 0.050~5.00 0.99997 ≤1.86 I=190996c+1926622 Eu 272.778 0.050~5.00 0.999991 ≤5.22 I=98584c-6552 Gd 310.050 0.050~5.00 0.99995 ≤1.83 I=112986c-54912 Tb 350.917 0.050~5.00 0.99996 ≤1.59 I=90331c-48338 Dy 340.780 0.050~5.00 0.99991 ≤2.56 I=65757c+22961 Ho 341.646 0.050~~5.00 0.9997 ≤6.06 I=52014c+17308 Ho 337.271 0.050~5.00 0.9997 ≤2.66 I=332477c+122076 Er 296.452 0.050~5.00 0.9999 ≤1.85 I=42280c+80319 Tm 313.126 0.050~5.00 0.99997 ≤0.95 I=312242c+110807 Tm 286.923 0.050~5.00 0.99992 ≤2.20 I=44243c+15589 Yb 289.138 0.050~5.00 0.999995 ≤2.03 I=240631c+125749 Lu 261.542 0.050~5.00 0.999991 ≤2.65 I=1098107c+17115 Y324.228 0.050~5.00 0.999998 ≤1.49 I=834633c+121025 Y 363.312 0.050~5.00 0.9998 ≤4.34 I=454882c+13835 3.3全轴向观测标准曲线图 Table Residuals LOD/LOQ Table Residuals LOD /LOQ La333.749 Ce413.765 Rem. TypeCal-Zero1al-Std1 Cal-Std4 Name Conc.[mg/L]0 879171351894 2246 Dy340.780 Rem. Type51 Cal-Zero1Cal-Std1 350.917.nm Mean Type Name Conc. Conc. [mg/L] Ints. SD RSD% Rem. RSD%1.99 Rem. FRem.#DEL Cal-Zero1 300k Mean 71 47066 1104 2.35 1.76 1.501.83 e) (ys100uk.eju 0.25 0.05 1687 0.83 1.32 1.49 Cal-Std1 Cal-Std2 0.05 -912 4 32484 26232 917392 1.8 1.49 #DEL 200k芭 0k 0.25 17603 91864 410 26615 236 芭 Cal-Std4 5 486418 152 2.66 0.31 60004 509617 0k < 5 41358 403484 2703 0.67 OK OK Table Residuals LOD/LOQ Table Residuals LOD/LOQ 250k Ho341.646 Type conc. Ho337.271 Conc. Name Ints. SDRSD% Rem. 337.271nm. Type Name Ints. SD RSD% 341.646nm [mg/L] Rem. [mg/L] 1.5M Mean Mean Cal-Zero1 17829 795 4.46 Cal-Zero1 118327 1900 1.6151 200k Cal-Std1 0.05 21257 l288 6.06 0.05 136437 3626 2.66 Cal-Std2 0.25 30402 804 2.65 1M3 Cal-Std2 . 0.25 199663 3528 1.77 921550k. Cal-Std3 66897 131 1.96 Cal-Std3 468611 6727 1.44 Cal-Std4 277845 3511 1.26 100k. ac芒兰 Cal-Std4 178194720742 1.16 500k. 50kJ D RSD% Delete Std. M SD RSD% Delete Std. Conc.[mg/L] Conc. [mg/L] -(Calibration data -Calibration data- S8 R?adj.)： 0.999665842 094 59 R?adj.)： 0.999746791 Slope： 52013.817 Ints./(mg/L) Slope： 332476.51 Ints./(mg/L) Method SD： 0.0317760mg/L Method SD： 0.0276602 mg/L Line： Calibration fu ion： BEC： 0.0610703 mg/L Line： Calibration function： BEC： 19.725477 mg/L y=a+bx y=a+bx Ho341.646 linear a=17308.497b=52013.817 H0337.271 linear a=122076.37b=332476.51 4 O Calibration ORecal. O Calibration ORecal. OK OK 300k Table Residuals LOD/LOQ 1.8M Table Residuals LOD/LOQ Er296.452 Conc. Tm313.126 Conc. 250kk_296.452.om. Type Nameie Ints. SD RSD%Rem. 1.5M 313.126 nm Type Name Ints. SD RSD% Rem.n. [mg/L] [mg/L] Mean Mean Cal-Zero1 80407 681 0.85 1.3M Cal-Zero1 o 110121 1079 0.98 ：200k Cal-Std1 0.05 82666 1009 1.22 Cal-Std1 0.05 125692 989 0.79 Cal-Std2 0.25 89814 953 1.06 1M Cal-Std2 0.25 18642 1764 0.95)5 50k Cal-Std3 123480 1788 1.45 Cal-Std3 42771 3905 0.91 Cal-Std4 5 291595 5405 1.85 '50k. Cal-Std4 167121414545 0.87 J00k 500k 50k 250k < < D RSD% Delete Std. MSD RSD% Delete Std. 3 Conc. [mg/L] Conc. [mg/L] Calibration data Calibration data- 996 R?adj.)： 0.999876052 R?adj.)： 0.999966778 Slope： 42280.030 Ints./(mg/L) Slope： 312241.99 Ints./(mg/L) Method SD： 0.0193517 mg/L Method SD： 0.0100186 mg/L Line： Calibration function： BEC： 0.5276778 mg/L Line： Calibration function： BEC： 0.0421594 mg/L y=a+bx y=a+bx Er296.452 near a=80319.477b=42280.030 .Tm313.126 inear a=110807.07b=312241.99 O Calibration O Recal. O Calibration ORecal. 0K OK 3.4讨论 (1) GSB04—1648一2003 Nd2O3-3N稀土标准物质稀土杂质的定值未规定不确定度，标准物质研制方提出可以参考《GB/T 18115.4一2006稀土金属及其氧化物中稀土杂质化学分析方法钕中镧、饰、镨、衫、销、钆、、镝、铁、铒、铥、镜、镥、钇量的测定》实验室之间分析结果的允许差，即方法的偏差。 )本次测试Nd203基体浓度为 10g/L，比 GB/T 18115.4-2006规定的5 g/L高一倍；标准曲线稀土杂质浓度为0、0.050、0.25、1.00、5.00(ug/mL)， 即0、5、25、100、500ug/g，比 GB/T 18115.4-2006规定(见下表)的低， 标液标号 各稀土(以氧化物计)质量浓度(ug/mL) Nd203 La203 CeO2Ho2O3 Pr6O1i Sm2O3 Eu203 Gd2O3 Tb203Dy203Tm2O3 Y，O： Er2O3 1 5000 0 0 0 0 0 0 0 0 2 5000 0.10 0.15 0.40 0.15 0.025 0.050 0.050 0.025 3 5000 --- --- --- 0.25 0.25 0.25 0.25 4 5000 0.50 0.50 1.00 0.50 0.50 1.00 0.50 0.50 5 5000 5.00 5.00 10.00 5.00 10.00 5.00 5.00 5.00 即(见下表) 标液标号 各稀土(以氧化物计)质量分数(ug/g) Nd203 LazO3 CeO2H0203 Pr6Ou Sm203 Eu203 Gd2O3 Tb203Dy203Tm203Y203 Er203 Yb203 Lu2O3 1 10° 0 0 0 0 0 0 0 0 2 10° 20 30 80 30 5 10 10 5 3 10° --- --- --- 50 50 50 50 4 10° 100 100 200 100 100 200 100 100 5 10° 1000 1000 2000 1000 2000 1000 1000 1000 该标线能适合3N和4N纯度的 Ndz03 中稀质杂质分析。显然，基体浓度高，即称样量 大，虽然增大了被测物的浓度，但同时基体的干扰会更大，特别是Ndz203。标准曲线浓度低，使样品被测物的最低浓度能靠近 0.050u g/mL， 如此定量更准。能做到高基体、低浓度，取决于仪器的高分辨率和高灵敏度。 (3) 从测试结果表中的数据看： ——高基体、低浓度、5点校正曲线的线性较好，有轴向有侧向观测的拟合系数 R=0.998(1条)~0.99998，全轴向的拟合系数 R=0.9997~0.9999991； RSD 也较小。比较而言，全轴向更好些。 ——3NNd203标准物质的分析结果： Ho、Tm、Y两条谱线平行得较好，两个平行样平行得较好，两次测试也平行得较好，结果与标准定值极为符合，远远小于方法的偏差。 ———由此可见，分析4N纯度的Nd203不是难事。稀土元素性质近似，经常共生，谱线复杂。其中谱线非常复杂的元素有 Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er， 这8大“盘根错节、枝繁叶茂”的元素中又以 Nd 为最。所以稀土界常说，在稀土分析中，只要把“四美钕”搞定了，其它不管“镧兄”“弟”，还是“饰(组)轻””、“气(组)重”就都不在话下。稀土界考察 ICP-OES 分辨率、灵敏度、稳定性等仪器性能的锐器就是做Nd2O3的纯度分析。 (4) 本次测试充分证明了 PQ9000 的优异性能，充分证明了 PQ9000 分析稀土的超强能力，充分证明了 PQ9000 是分析稀土的大哥大。 德国耶拿分析仪器股份公司北京代表处：北京市东城区朝阳门北大街8号，富华大厦B座 13层 电话：010-65543879，65543849传真：010-65543265 e-mail： info@analytik-jena.com.cn CP 法测试氧化钕中稀土杂质ICP-OES-C