表1 分析元素测定定限(mg/g) 元素 测定限 元素 测定限 元素 测定限 Be 0.04 Tb 0.02 Cu 0.3 Sc 0.03 Dy 0.04 Cd 0.07 Y 0.02 Ho 0.02 In 0.02 La 0.01 Er 0.02 Tl 0.02 Ce 0.02 Tm 0.02 Pb 0.40 Pr 0.01 Yb 0.03 Bi 0.01 Nd 0.05 Lu 0.02 W 0.02 Eu 0.02 Th 0.04 Mo 0.01 Sm 0.07 Co 0.1 Sn 0.1 Gd 0.06 Ni 0.4
2 原理 用ICP作为离子源,借助于ICP-MS仪器的分辨率高,干扰少,检出限低的特点。采用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)有机沉淀剂,使被测元素形成螯合物沉淀和三烷基氯化膦(TRPO)纤维素色层分离富集测定铍钪钇等29个元素。详细地研究了沉淀剂的选择、条件、陈化时间、沉淀处理以及三烷基氧化膦纤维素色层分离富集W,Mo,Sn的反应机理。 3 试剂和材料 3.1 酒石酸。 3.2 APDC溶液10g/L,取1gAPDC溶于100mL水中,过滤使用。 3.3 TRPO纤维素。 3.4 TRPO纤维素柱直管式(f7.5×10mm)顶杯容积30mL,纤维素用量0.2g,使用前用50mL水淋洗一次,25mL5mol/L HCl-0.04mol/L酒石酸淋洗平衡,流速为0.6mL/min。 4 仪器 等离子质谱仪,仪器参数如下:ICP-MS操作条件 射频发生器:功率1250W,反射功率<5W。冷却气(Ar)15L/min,辅助气(Ar)0.5L/min,载气(Ar)0.75L/min,样品提升量1.7mL/min。 接口参数:取样锥孔径1.2mm,截取锥孔径0.5mm,取样深度10mm。 数据获取参数:多元素扫描方式(溶液2,3)扫描质量范围6~240amm,跳过区域12~22amm,36~43amm。MCA2048道,扫描次数100次,每道扫描时间400ms。 多元素跳峰方式(溶液1),顶峰取点数3点,点间跨度10度,跳峰扫描次数10次,跳峰停留时间0.3s。 5 试样的制备 将样品粉碎至粒度74mm,在烘箱内105℃烘2h,待用。 6 操作步骤 6.1 试样溶液的制备 分析流程如下图,具体操作步骤如下:称取0.2g(精确至0.0001g)试样于10mL石墨坩埚中,加8mL HF,0.3mLH2SO4,低温电热板上加热分解,蒸干,冷却,称入1gNa2O2熔融,放入100mL烧杯中,加30mL水煮沸赶H2O2,用慢速滤纸过滤,10g/L Na2O2洗杯及沉淀5~6次,滤液(1)保留。氢氧化物沉淀用10mL沸HNO3(1+3)和2mL HNO3(1+1)溶解于原烧杯中,用热水洗8~10次,滤纸弃去。滤液(2)加入2滴0.1%百里酚兰指示剂,在pH计上调至pH2,加入5mL10g/L APDC沉淀剂,In,Tl,Cd,Bi,Co,Ni,Pb,Cu被沉淀,陈化2h过滤,水洗沉淀5~6次,滤液(3)保留。沉淀同样用10mL HNO3(1+3)和5mL HNO3(1+1)溶解,蒸至近1mL转入10mL比色管中,加入1mL1000ng/mL Rh内标溶液,水稀释至刻度测定。接着向滤液(3)加入2滴1g/L中性红指示剂,调至pH7,加入5mL 10g/L APDC沉淀剂,REE,Sc,Th,Be被沉淀。以下手续同前处理。滤液(1)放水浴上蒸至湿盐状,准确加入10mL水,0.1mL200g/L酒石酸和12mL12mol/L HCl,此时溶液为5mol/L HCl-0.04mol/L酒石酸介质,将溶液倒入已用5mol/L酒石酸(25mL)淋洗平衡过的TRPO纤维柱内,流速0.6mL/min,溶液流完后,用5mL淋洗液洗杯及柱各4次,流出液和淋洗液弃去。吸附在柱上的W,Mo,Sn先用20mL热的0.3mol/L HCl-0.05mol/L酒石酸洗脱W及大部分Mo,继用25mL热的0.01mol/L酒石酸洗脱Sn及小部分Mo,洗脱液置水浴蒸至近1mL,转入10mL比色管中,加入1mL1000ng/mL Rh内标溶液,水稀至刻度测定。 6.2 标准溶液的制备 被测定的29个元素全部用光谱纯金属或化合物配制成1mg/mL单元素贮备液,然后配制成浓度为10mg/mL的混合标准贮备液。使用前,溶液(2),(3)测定26个元素,将混合元素标准贮备液稀释至100ng/mL,并加入内标Rh100ng/mL[HNO3(2+98)]。溶液(1)为测定另3个元素,将混合元素标准贮备液稀释至100ng/mL,并加入内标Rh100ng/mL[1.2g/L酒石酸-HCl(3+97)]。 6.3 分析元素质量数列表2 表2 分析元素质量数 元素 质量数 元素 质量数 元素 质量数 Be 9 Tb 159 Cu 63 Sc 45 Dy 163 Cd 114 Y 89 Ho 165 In 115 La 139 Er 166 Tl 205 Ce 140 Tm 169 Pb 208 Pr 141 Yb 174 Bi 209 Nd 146 Lu 175 W 184 Eu 147 Th 232 Mo 98 Sm 153 Co 59 Sn 120 Gd 157 Ni 60 7 精密度 取一个试样平行测定10次,其RSD%列表3。
表3 测定元素的相对标准偏差 元素 RSD% 元素 RSD% 元素 RSD% La 4.7 Er 10.0 Bi 8.1 Ce 3.1 Tm 10.0 Pb 6.8 Pr 8.0 Lu 13.0 Tl 6.2 Nd 5.2 Y 6.5 Th 6.8 Sm 7.5 Yb 9.5 Be 10.0 Eu 3.7 Co 5.6 Sc 6.9 Gd 6.5 Ni 5.9 W 9.2 Tb 7.7 Cu 3.0 Sn 7.0 Dy 4.8 Cd 8.8 Mo 9.5 Ho 10.5 In 9.5