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请问ICP固体进样的标准样是如何进行的?如何确定固体硅块样中的金属Fe、Al、Ca、Ni、Pb等和非金属元素S、P、As的含量?

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  • 请问ICP固体进样的标准样是如何进行的?如何确定固体硅块样中的金属Fe、Al、Ca、Ni、Pb等和非金属元素S、P、As的含量?
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  • 第1楼2002/05/13

    第一个问题:ICP-AES的固体试样引入

    将固体样品直接引入原子光谱分析系统可有效地克服试样分解过程所带来的缺陷,如外来污染、转移损失、分析时间长及试剂和人力的消耗。

    1 粉末固体直接进样

    在ICP-AES中,人们首先想到的是把传统电弧光谱分析粉末撒样法推广到ICP-AES。例如早期文献报道了用Ar作载气,将固体粉末(或用振动器振动固体粉末)连续导入ICP。直接粉末试样引入ICP的进样方法,只有在试样与标准的组成和物理性质比较匹配的前提下进行测定,才能获得比较满意的分析结果。当样品的不均匀性增大时,采用内标来补偿微粒流量的波动是不恰当的,降低总偏差的最好方法是通过研磨来降低微粒粒度。然而,信号发射强度是随着微粒粒度的增大而减小,而不管分析成分是包含在微粒的表面还是分布于整个微粒之中。

    2 直接样品插入

    直接样品插入法是把装有试样的棒头直接插入ICP中的一定位置以代替原来作为气溶胶样品引入的中心通道。由于选择蒸发的存在,记录下来的强度数据是随时间而变的。这一随时间而变化的情况还与装样头的材料和形状、样品的基本组成、待测物的种类及其引入顺序有关。Karanassios和Horlick发表了有关直接样品插入(DSI)-ICP系统的综述文章。文献介绍了计算机控制DSI系统,在此系统中,石墨杯、金属杯或金属线圈安置在石英棒上,并由一个可容纳24个这样探测器组件的圆盘传送带通过气动插入改进的ICP炬管的中央,自动控制调节、数据采集和对瞬时信号进行处理。

    3 剥蚀技术

    激光,火花和电弧剥蚀技术用于固体样品的直接气化并引入ICP进行分析,具有一定的优越性,尤其以激光剥蚀(LA)技术的应用更为普遍。Blankewburg等认为LA是一种很有发展前景的微量化学取样法,讨论了取样条件的优化和剥蚀样品进入ICP的传输效率。

    由于火花剥蚀固体进样技术具有相对简单、成本低、样品产率高及分析时间短等优点,仍是当前一种重要的固体进样技术。控波火花是一种性能优越的高速火花光源,具有放电稳定性好、蒸发能力强和较小的基体效应等特点,据称将其作为ICP光谱仪的“采样和激发分开分析系统”分析复杂的镍基合金,精密度可与溶液气溶胶相比(RSD为0.22~1.23%)。

    4 悬浮体进样

    在实际工作中遇到的样品,有些是悬浮体或者将试样研磨成一定粒度的粉末,再与水溶液或有机溶剂均匀混合制成悬浮体。该法的优点是样品处理快,取样误差比直接固体法小得多。悬浮体进样的一个关键问题是雾化器的改进。Babington型雾化器克服了常规雾化器堵塞的缺点,可用于悬浮体试样的雾化。悬浮体进样的装置上稍加改动即可与溶液喷雾法兼容,有关的研究报告较多。悬浮液喷雾进样时,试样粒度、悬浮液浓度、试样提升量等对分析结果影响很大。应用表面活性剂,可以使样品更好地分散,减缓颗粒沉降而不影响信号水平和稳定性。某些有机溶剂如异丙醇等可以增强分析信号和提高信噪比,可能是有机溶剂不仅减缓颗粒沉降,而且对雾化气溶胶有细微化的作用。对悬浮体雾化进样的应用和理论两方面研究仍有其诱人的魅力,而悬浮体雾化效率及其与样品粒度的关系一直是悬浮体进样技术改进的重要内容。显然,悬浮液雾化是一种很有前途的适用于粉末分析的进样方法。

    5 电热蒸发(ETV)试样引入

    在诸多的固体试样引入方法中,以悬浮体雾化、激光剥蚀、辉光溅射和电热蒸发最为引人注目。ETV与ICP-AES的联用给ICP光谱分析注入了新的活力,1974年,Nixon等最先将ETV进样技术引入ICP-AES,90年代,Gray和Date又将这一技术应用于耗量少,物质传输效率高,通过选择挥发可以减小非光谱干扰(对ICP-MS来说,还可以减小由分析物、等离子气和基体组分产生的多原子离子质谱干扰)和适宜于微升级液体和毫克级试样直接分析等优点,已引起光谱分析界的广泛关注。在ETV中,基体改性剂一直是人们感兴趣的研究课题。改性剂可分为辅助待测元素挥发型和辅助消除基体影响型,前者最普遍的是卤化试剂。此外,有人还采用Meinhard型雾化器富集待测物(ETV-ICP-AES),其检出限比传统雾化改善了近两个数量级。



    请参考:电感耦合等离子体原子发射光谱中进样技术的新进展,喻昕,廖振环,江祖成,分析测试技术与仪器,1997,3(4),210~221



    第二个问题:

    硅中的上述元素测量,用激光烧蚀效果最好,但价格昂贵,火花烧蚀也许是最好的选择,悬浮体雾化也是一个值得考虑到选择。

    其实不用固体进样,而是采用耐HF进样系统来做,效果会更好,溶样也不是很麻烦。请参考《高纯金属和半导体材料分析》一书。

    如果有问题,可以在光谱论坛中继续讨论。

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