【第二届网络原创大赛】氧气辅助实现国产ICP直接进样检测润滑油中元素含量（11月份）

方法程序比较烦琐，费时较长，并且在样品处理过程中给环境造成较大的污染，X荧光光谱法有其快速，无损的优势，但荧光检测原理限制了其在微量元素测定上的应用。
有机直接进样法在检测各类有机物元素检测中已被广泛采用，主要有四个方面的应用领域。
（1）    各种油类的测定。包括石油、燃料油、润滑油及食用油中无机元素的测定。
（2）    含酒精及有机物的软、硬饮料分析。
（3）    有机萃取剂及有机试剂中无机元素测定。
（4）    测定有机物组成中的C,H,O,N,S,P比例，求出有机化合物的实验式。
虽然有机ICP光谱分析有较多的用途，但有些分析实验式回避分析有机溶剂，因有机ICP分析要克服一些技术上的困难。
（1）    有机ICP引入ICP光源后明显的改变等离子体的反射阻抗，因而改变了等离子体负载和高频发生器的阻抗匹配状态。严重时会引起等离子体不稳定甚至完全熄灭。有时也会烧毁ICP炬管。
（2）    有机物进入ICP后，在高温下分解产生的游离碳，易形成碳粒沉积在管口，影响等离子体的稳定运行和光谱测定。
（3）    有机试液引入ICP后在光谱中会出现许多分子谱带，并在某些波段产生很深的光谱背景。
（4）    各种有机溶剂和油类样品其粘度和物理性质差异很大，给样品处理增加工作量。
（5）    标准样品配制困难，一般要用相应的有机金属化合物配制标样溶液。而有机金属化合物并不能方便的制备及获得。市售的有机标准样品种类稀少且价格较贵。
（6）    通用的石英炬管和进样装置用于有机物的分析性能不佳，往往要用专用有机进样装置和炬管。
本文通过大量的实验，避开有机ICP的技术屏障，用轻柴油作为润滑油的稀释剂，同时对ICP-AES的气路系统做了改进，以氧气为辅助气体，实现国产ICP润滑油直接进样测定元素含量，测试结果令人满意，提高国产ICP在有机化合物分析领域中的竞争力。

1 实验部分
1.1 仪器与实验条件
单向观测顺序扫描型电感耦合等立体发射光谱仪（ICP-AES）ICP-2000 天瑞仪器股份有限公司生产，仪器工作条件见表1.。


1.2试剂
轻柴油 隆源化工
WX-21 100微克/克 百灵威化学技术有限公司
1.3    工作曲线绘制
分别称取0，1.0，5.0，10.0 g润滑油标样于100ml容量瓶中，加入轻柴油溶解，并定容，则得到浓度分别为0，1.0，5.0，10.0mg/L润滑油标准溶液。

2    结果与讨论
2.1 溶剂选择
油样一般粘度较大，用气动式雾化器进样比较困难，经常需要用粘度较低；分子中碳链较短；具有中等挥发性；不产生或少产生有毒气体的有机溶剂去稀释试样，表2为备选有机溶剂的基本性质，分别称取10g润滑油标样于100 ml容量瓶中，用三种不同的溶剂溶解并定容，对其溶解性以及稳定性进行考察。从表2中的数据可以看出，这三种溶剂均能溶解润滑油，并且有较好贮存稳定性，但从稀释剂的安全性考虑，我们选择轻柴油作为稀释剂。

2.2    分子谱带抑制实验[12]
有机试样的ICP光谱分析时，光源发射出多种分子谱带，干扰微量元素的测定，氰带光谱和C2分子带光谱覆盖350-450 nm波段，CN带的产生源于试样气溶胶在等离子体焰中分解出的碳与周围的N反应，形成稳定的CN化合物。增加冷却气流量可在等离子体周围把空气与等离子体分隔开来，阻止氮气进入等离子体，降低氰带发射，在本实验中，作者将冷却气由13 L•min-1增加到18 L•min-1,分别以0.05，0.10，0.20，0.30，0.40 L•min-1的氧气作为辅助气，一方面将有机试样检测过程中产生的碳氧化，避免积碳。另一方面抑制氰带光谱。实验表明，当冷却气流量为18 L•min-1,，辅助气流量为0.3 L•min-1 时可有效的解决积碳以及抑制氰带光谱干扰问题（见图1）。

2.3    分析元素方法检出限测定[13]
测定系列标准溶液绘制工作曲线，并按照实验方法对空白溶液进行7次测定，各元素检出限有公式DL=3Sb/K计算（其中K为标准曲线斜率，Sb为7次空白标准偏差）见表3.从表3可以看出，各元素的检测限较低，说明ICP有机直接进样具有较好的分析功能。
表3 ICP有机进样20种元素检出限

2.5 精密度实验
本方法精密度实验数据用润滑油标样稀释平行测定7次，结果见表4.各元素的RSD均小于5%，说明此法有很好的重复性。