高纯氧化钼中Cd 等痕量杂质检测方案(等离子体质谱)

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2 114Cd iCAP Qc ICPMS 测定高纯氧化钼中 Cd 等痕量杂质 李晓波 荆淼赛默飞世尔科技(中国)有限公司 钼具有耐高温，低膨胀系数，在合金中添加钼能起到耐热和耐腐蚀作用，并提高合金的强度，用于制造航空和航天的各种高温部件。尤其对于含高钼的镍基合金，除了主合金成份外，对于一些杂质元素的控制将严重影响合金的性能。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂，为保证催化剂的性能也需要对重金属加以严格的控制。由于镉的所有同位素都会受到氧化钼的一价多原子离子干扰，本方法通过 CCT 氧气反应将氧化钼转化为多氧化钼从而消除了对镉的干扰。 方法提要 本实验将将纯氧化钼溶解于稀氨水中，采用 iCAP QcICPMS，分别采用高流量 He 气碰撞和 CCT氧气反应模式测定， 通过 Qtegra 自动调谐，并优化碰撞反应气体流量消除 Mo 基体对镉测定的干扰。 仪器 iCAP Qc ICPMS(Thermo Scientific) 试剂及标准品 氨水 (Trace Metal Grade， Fisher Scientific) 硝酸 (Trace Metal Grade， Fisher Scientific)多元素混合标准溶液(71A， Inorganic Venture)多元素混合标准溶液(155B， Inorganic Venture) 称取 0.25g样品于聚四氟乙烯希埚中，加入5ml氨水(1+1)低温溶解，冷却后，用0.5%硝酸稀释至50ml。取消解 液1g5份，加入镉标准溶液并用稀硝酸稀释至50g， 配置成0，0.5，1，5和10 ng/ml标准加入工作曲线。用稀硝酸稀释至10倍用于测定W， Re， As， Pb 等其他元素，10ng/ml Rh 和 Ir 作为内标 仪器参数 iCAP Q ICPMS 具备一键式仪器设置功能，设置后可自动运行个性化TUNE 程序，并完成 Performance Report。。一键仪器设置和直观分析工作流程，为操作人员简化了实验步骤并避免出错，同时自动和记录监控仪器状态，确保了操作的一致性和结果的重现性。 参数 数值 参数 数值 分析室真空 (mbar) -06 等离子体功率(W) 1550 雾化器 PFA 微量同心 雾化器流量(L/min) 0.98 雾化室 PFA 漩流型 蠕动泵速(rpm) 40.0 中心管 1.8 mm 蓝宝石 Q Cell 气体 (mL/min) 02 2.52 雾化室控温(℃) 2.7 CCT Bias (V ) -12.8 接口锥 Pt Pole Bias (V) -18.0 内标 10 ng/ml Rh Ir 实验部分 Cd的同位素110，111，112，113和114都受到MoO+的干扰，见下表： Cd Isotope 110Cd Cd 2Cd Cd 114Cd Mo interference 94Mo160+ 95Mo160+ Mo0+ 7Mo10+ 98Mo10* iCAP Qc QCell 碰撞反应池具有纯氦气碰撞，和加氧气反应技术以消除多原子离子的干扰。采用氦气碰撞，多原子离子被碰撞后其动能下降，通过动能歧视效应 KED 而被过滤。而在Qcell 中加入氧气， Mo0*与0反应成为 Mo0，*、Mo0g*、Mo0，使得干扰物形成多氧化物而质量数迁移，Cd 通常不参与氧化反应从而消除干扰。下面分别采用氦气碰撞KED 和氧气反应 CCT模式测定进行比较。 1)在 KED测定模式下，自动调谐后，优化动能歧视电压为3v。吸喷100 ug/ml 的纯钼和加标1 ng/ml Cd 的溶液，通过增大碰撞He流量，比较待测同位素的基体和加标强度，以信背比确定最佳的He流量为6.0 ml/min，见下表。 强度 (cps) 11Cd Cd 112Cd 113Cd 114Cd 100 ug/ml Mo 6，580 12，544 14，477 9，294 24，741 加标1 ng/ml Cd 9，413 15.322 20，673 12.333 33，224 S/N 0.43 0.22 0.43 0.33 0.34 从表中得到110Cd 和12Cd具有较高的信背比，加标工作曲线如下： 112Cd 从标准加入工作曲线图中得到，100 mg/ml Mo 基体中 Cd的 BEC空白等效浓度为 1Cd 1.812 ng/ml、、"Cd 1.810 ng/ml；检出限IDL 为11Cd 0.118 ng/ml、Cd 0.034 ng/ml。 2)切换到 CCT 测定模式下， QCell 中通入高纯氧气并稳定， 经 CCT自动调谐优化 CCT Bias 电压，以及 Focus lens等参数。吸喷100 ug/ml 的纯钼和加标1 ng/ml Cd 的溶液，通过增大0反应气体流量，比较待测同位素的基体和加标强度，以信背比确定最佳的0，流量为2.52ml/min，见下表。 强度(cps) 110Cd Cd 112Cd Cd 114Cd 100 ug/ml Mo 43 133 60 136 49 加标1 ng/ml Cd 746 897 1，545 895 1，907 S/N 16.3 5.7 24.7 5.6 37.9 从表中得到 CCT O反应模式，100 ug/ml Mo 基体中 Cd各同位素的背景强度都低于了200 cps， 其信背比与 H-KEDHe碰撞模式有很大的提高。高流量0，反应使得 Mo0趋向于高级氧化物方向进行，从扫描图中可以得到，在Qcell 中加入100%0，将 MoO迁移到Mo00、Mo000…，而 Cd可仍然使用原质量数上测定，见下图。 MoOO 上二图分别为100 ug/ml Mo 基体和加标5 ppb Cd 的扫描图，可见加0反应后在Cd测定同位素上基本消除了MoO 的干扰。其加标工作曲线如下： 112Cd 从标准加入工作曲线图中得到，100 mg/ml Mo 基体中 Cd的BEC空白等效浓度为 1'2Cd0.007 ng/ml、114Cd 0.0005 ng/ml；检出限IDL 为1Cd 0.0004ng/ml、1'1Cd 0.005ng/ml 样品测定结果(mg/kg) 112Cd 52Cr 55Mn 5Fe Co Ni 65Cu 75As 氧化钼1# 0.38 0.22 0.05 1.16 0.75 0.05 0.38 0.23 氧化钼2# 0.24 1.94 1.04 1.16 0.32 1.63 3.00 1.36 118Sn 121Sb 125Te 138Ba 182W 185Re 208Pb 209Bi 氧化钼1# 0.64 0.04 0.18 0.57 163.0 0.01 0.05 0.25 氧化钼2# 1.14 5.14 0.15 1.54 379.8 0.25 0.08 0.16 结论 高灵敏度 iCAP Qc ICPMS 测定高纯氧化钼中Cd等痕量元素，通过Qtegra 自动调谐功能，在Qcell 加入高流量的氧气反应，将 MoO 转化为多氧化钼，将干扰质量数进行迁移，与Cd 测定同位素分开，从而消除干扰，以满足高纯氧化钼中镉的测定。 SCIENTIFIC SCIENTIFICAN C ICPMS- 钼具有耐高温，低膨胀系数，在合金中添加钼能起到耐热和耐腐蚀作用，并提高合金的强度，用于制造航空和航天的各种高温部件。尤其对于含高钼的镍基合金，除了主合金成份外，对于一些杂质元素的控制将严重影响合金的性能。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂，为保证催化剂的性能也需要对重金属加以严格的控制。由于镉的所有同位素都会受到氧化钼的一价多原子离子干扰，本方法通过 CCT 氧气反应将氧化钼转化为多氧化钼从而消除了对镉的干扰。高灵敏度 iCAP Qc ICPMS 测定高纯氧化钼中 Cd 等痕量元素，通过 Qtegra 自动调谐功能，在 Qcell 加入高流量的氧气反应，将 MoO 转化为多氧化钼，将干扰质量数进行迁移，与 Cd 测定同位素分开，从而消除干扰，以满足高纯氧化钼中镉的测定。