断续进样---原子荧光光谱法测定化探样中的锗含量的探讨

abcpgf

2014/10/01

私聊

原子荧光光谱（AFS）

断续进样---原子荧光光谱法（海光2202E）测定化探样中的锗含量的探讨

摘要

样品经硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷酸消解后定容，利用惰性气体氩气作载气，将气态氢化物和载气混合后，导入加热的原子化装置，氢化物受热以后迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，通过测量待测元素锗的原子荧光强度，来确定待测元素锗的含量。

主要从仪器条件优化及样品的处理条件方面，结合实际标准物质对方法的可行性进行了一系列的验证实验。结果表明，方法的精密度为，准确度为。

关键词：断续进样，原子荧光光度法，化探，锗

1.引言

锗在自然界分布很散很广。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石，泥土和泉水中都含有微量的锗。
锗在地壳中的含量为一百万分之七，比之于氧、硅等常见元素当然是少，但是，却比砷、铀、汞、碘、银、金等元素都多。然而，锗却非常分散，几乎没有比较集中的锗矿，因此，被人们称为“稀散金属”。已发现的锗矿有硫银锗矿（含锗5—7%)、锗石(含锗10%)，硫铜铁锗矿(含锗7%)。另外，锗还常夹杂在许多铅矿、铜矿、铁矿、银矿中，就连普通的煤中，一般也含有十万分之一左右的锗，也就是说，一吨煤中平均就含有10克左右的锗。在普通的泥土、岩石、甚至泉水中，也含有微量锗。

由于含量很低，用ICP-OES或者AAS都不是很适合，原子荧光法是个不错的选择，本文就结合地质化探样品，从检出限、精密度等几个方面来阐述方法的可行性。

2.实验部分

2.1仪器设备

2.1.1 AFS-2202E 双道原子荧光光度计（带Ge空心阴极灯）

2.1.2石墨电热炉

2.1.3 特氟龙试管

2.1.4 2.00mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL移液管

2.1.5 40孔试管架

2.1.6 天平（精确至0.0001g，Sartorius 或其它等同牌号）

2.1.7 5mL、10mL瓶顶移液器

2.1.8 计时器（精确至1秒）

2.1.9 涡旋仪

2.2试剂

高氯酸（优级纯）、浓硝酸（优级纯）、氢氟酸（优级纯）、磷酸（分析纯）

硼氢化钾（分析纯）、氢氧化钾（分析纯）、纯水(国标二级)

土壤标准物质：GBW07427，GBW07428（土壤成分分析标准物质）

1000µg/mLGe单元素标准溶液

2.3 溶液的准备

2.3.1 还原剂溶液（2%KBH₄(W/V)在0.5%NaOH溶液介质中）的配制：，称取2.5克氢氧化钾溶于去离子水，溶解后加入10克硼氢化钾，加去离子水稀释至500mL。

2.3.2 载流溶液:（10%磷酸）：向1L烧杯中加入500mL纯水，用量筒量取100mL浓磷酸，再加入400mL纯水，用玻璃棒搅匀。

2.3.3 50%磷酸溶液：向1L烧杯中加入500mL纯水，用量筒量取500mL浓磷酸，将磷酸慢慢倒入水中，用玻璃棒搅匀。

2.4 工作标准溶液的配制：

2.4.1 10ug/mL Ge标准溶液的配制：用移液管移取10mL1000µg/mL Ge单元素标准溶液于1000 mL容量瓶中，用 10%磷酸溶液定容至刻度，摇匀。

2.4.2 100ng/mL Ge标准溶液的配制：用移液管移取6.7溶液10mL于1000 mL容量瓶中，用10%磷酸溶液定容至刻度，摇匀。

2.4.3取6个100mL容量瓶分别移取0.00 mL、2.00 mL、5.00mL、10.00 mL、15.00 mL ， 100 ng/mlGe标准溶液于容量瓶中，用10%磷酸溶液定容至刻度，混匀。

2.5 样品消解

2.5.1 准确称取0.25~0.3g（精确至0.0001g）样品于特氟龙试管中，并将试管置于试管架上；

2.5.2 用瓶顶移液器准确向每根试管中加入5mL硝酸、5mL高氯酸,放入115±5℃的电热炉上，加热消解10分钟；取出，加入5mL氢氟酸，继续于115±5℃的电热炉上消解30分钟后，取出。

2.5.3 把电热炉温度升温至175℃，将试管放入电热炉消解1个小时，取出放置一分钟后，加入5mL 50%磷酸溶液，再次放入175℃电热炉中消解15分钟。

2.5.4 将试管取下并放在试管架上，冷却10~15分钟后，用去离子水洗入25mL比色管中，定容至刻度，摇匀，待仪器分析；

2.6 仪器条件

2.7 仪器分析

2.7.1 依次打开抽风、氩气、仪器电源，调整所需原子化高度，用调光器调整元素灯的光斑，在电脑上双击原子荧光软件图标，选择所测元素通道口，进入工作页面。

2.7.2 单击"文件”，进入“连接数据库”或“生成新数据库”，连接待测元素数据库或新建待测元素数据库。

2.7.3 单击“条件设置”进行仪器设置，并在相应道口输入标准样品参数，点火，让仪器预热1小时以上。

2.7.4 测量前应对管道进行清洗，判断管道是否有污染残留或信号不稳，直至稳定。

2.7.5 测量标准空白后，用校正标准溶液对仪器进行校准，绘制校准曲线，曲线按浓度等分成5段，最高段的荧光强度差值与最低段的荧光强度差值之比，应不小于0.80；
2.7.6 输入样品的相关信息，如样品名称、样品数量等；
2.7.7 将装有样品溶液的试管架放在相应位置，先测量样品空白后，再对样品溶液进行分析检测；
2.7.8 样品测量完毕后，清洗管路，将载流槽内换为去离子水，把载流补充管、还原管插入去离子水中，点击“清洗”对管路清洗至少3-5次。
2.7.9 退出操作软件、关闭仪器电源、释放双泵压块、关闭氩气。
2.8质量控制：
2.8.1 每检测10个样品，需对QC溶液进行一次分析检测，其相关元素测量值的偏差应不超过其理论值的±5%，否则应重新绘制新的校准曲线，并对所有样品溶液重新进行检测，直到QC溶液测试通过
2.8.2 记录测试结果并保存在系统中，由相关人员对结果进行审核确定。
2.9 样品的浓度计算式为：

C₂=C1*V/1000m

C₁ : 样品测量所得的浓度(ng/mL)

C₂: 样品的浓度(mg/kg)

V：样品溶液的体积(mL)

m : 样品的重量(g)

3.结果与讨论

3.1 仪器分析条件的影响

3.1.1 负高压与灯电流的影响

负高压越高，灯电流越大，元素灯信号强度也越大，背景强度也越大。通过对不同负高压、灯电流的正交实验得出最理想的负高压为300V，灯电流为120mA。

3.1.2 原子化器高度的影响

通过调节光斑，以及测试不同高度的强度得出：

3.1.3 载气流量与屏蔽气的影响

载气太大信号不稳定，太小又不能快速将反应物带入反应器；屏蔽气太低干扰大，结合仪器推荐选择载气400ml/min，屏蔽气900ml/min.

3.2 样品处理条件的影响

3.2.1溶样酸的选择

本文通过对比王水，盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸，硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷酸体系消解，结果表明选择硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷酸回收率最高。

3.2.2溶样时间

通过对比30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟的结果表明;溶样时间太短，溶解不完全，时间太长，结果也偏低。

3.2.3 还原剂浓度的选择

还原剂浓度太低，反应不完全，结果严重偏低；太高浪费还原剂，通过实验选择2%硼氢化钾溶液为最佳。

3.3 检出限、回收率实验数据

样品回收率实验

4.结论

本文通过国家标准物质的回收实验，样品经硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷酸消解后，在负高压300V，灯电流120mA，原子化高度10mm，载气流量400ml/min，屏蔽气900ml/min条件下，回收率在90%-99%，检出限在0.05ppm，可以满足区域化探样品中锗的测定。

5 参考文献
5.1 《DIGESTION USING FOURACIDS-TRACE LEVEL ANALYSIS》 ASY-4A02g(Rev.01.00)
5.2《AFS-2202E 双道原子荧光光度计使用说明书》
5.3《原子荧光光度计分析方法手册》（海光仪器）