银铜钒合金中钒含量测定的两种样品前处理方法比较

sunmei

2017/08/14

私聊

前处理综合讨论

1. 实验方法
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
仪器为美国PerkinElmer Optima 7300 DV全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪，测试波长范围169~780nm，双向观测技术，在等离子体气、辅助气和雾化气气路上采用质量流量计，采用40.68MHz自激式射频发生器，高性能二维交叉色散中阶梯光栅分光系统，双专利设计的SCD固态检测器，正交雾化器。美国Milli-Q纯水器。仪器测定钒时所采用的工作参数列于表1。
表1 仪器工作参数

波长

(nm)

发射功率(W)

雾化气流速

(L×min^-1)

等离子体气流速

(L×min^-1)

辅助气流速

(L×min^-1)

样品提升速度

(mL×min^-1)

290.880

1300

0.8

0.2

1.5

1.1.2 试剂
GBW(E)080216钒单元素标准溶液（r=100 ug/mL，中国计量科学研究院，北京），实验中使用的标准工作溶液是通过用4%盐酸逐渐稀释而获得的；HNO₃、HCl（MOS级试剂，天津市风船化学试剂科技有限公司）；所用水为经过Milli-Q纯水器（Millipore公司，美国）纯化后获得的电阻率为18.2 MW×cm的超纯水。
1.2 实验方法
1.2.1 建立的银铜钒合金样品前处理方法
准确称取0.1000 g左右的银铜钒合金样品到玻璃烧杯中，分别加入5 mL的MOS级浓硝酸，加盖置于电热板上低温加热消解，待样品溶液变清亮后，升温将过剩的HNO₃蒸至小体积，取下、冷却至室温，定容到25 mL容量瓶中，待测。并同时作样品空白实验。
1.2.2国家标准中的样品前处理方法
根据GB/T 15072.19- 2008标准方法，样品的前处理过程如下：将试料置于150 mL烧杯中，加入2 mL硝酸，盖上表面皿。低温加热至试料完全溶解。再加入20 mL水稀释，加入2mL盐酸，搅拌，微沸20 min至氯化银完全沉淀凝结。用中速滤纸过滤氯化银沉淀，用10%（v/v）盐酸冲洗表面皿、杯壁、沉淀和滤纸四次，滤液用100mL容量瓶接取，以10%（v/v）盐酸稀释至刻度，混匀，待测。
2. 结果与讨论
2.1 仪器工作参数选择
2.1.1 炬管位置的选择
PEOptima 7300 DV全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪采用独特的双观测结构（轴向、侧向），其中轴向观测的检出限要比径向观测的低。由于样品中钒含量较低，所以本文选择炬管轴向观测方式进行测量。
2.1.2 分析谱线的选择
实验中对V的几条分析谱线，即290.880 nm，310.230 nm，309.310 nm，292.402 nm，311.071 nm和270.093 nm均进行了研究，实验中配制了浓度分别为0，2，5，10和20 ug×mL^-1的V标准工作溶液，分别在相同的实验条件下，在各个测定波长下绘制工作曲线。实验发现：几条谱线的线性都很好，灵敏度都能满足要求，故本文选择仪器推荐的测定波长290.880 nm。
2.1.3 发射功率的选择
用10 ug×mL^-1的V标准溶液，在波长290.880 nm处测定发射功率从900 W逐渐升至1400 W时谱线强度的变化。实验发现：随着发射功率的增加，谱线强度也增加。谱线强度较高，测定的灵敏度也较高，考虑到仪器硬件的自身物理性能，功率过高，易造成仪器性能的不稳定。故本实验方法选取的发射功率为1300 W。

2.1.4 提升速度的选择
变化提升速度观察谱线强度的变化（以10ug.mL^-1的V标准溶液为测试溶液）。实验发现：随着样品提升速度的提高，谱线强度增加，在0.5~1.5mL×min^-1之间变化时增加显著，在1.5~2.0mL×min^-1之间的增幅趋缓，由于提升速度快消耗的样品量大，所以本文选取提升速度为1.5mL×min^-1。
2.2 背景干扰的扣除
本文利用仪器所带软件，在显示屏上显示V元素分析谱线的轮廓，用两点法选择最佳的背景扣除点，存入计算机中，当进行测定时，仪器会自动进行背景扣除。
2.3 共存离子的干扰
为了研究共存离子对钒测试准确度可能产生的影响，对一个银铜钒合金样品进行了定性和定量分析。发现样品中的主要存在元素是：Ag和Cu，还含有微量的K和Al。实验中根据样品中的元素相对含量，加入1000倍于钒含量的Ag和100倍于钒含量的Cu，测定其回收率为99.7 %~105.0 %，所以样品中的共存元素对钒的测试不造成干扰。
2.4 方法检出限和精密度
检出限（DL）定义为空白溶液测定标准偏差的3倍所对应的浓度。在优化过的实验条件下，对标准空白溶液测定11次后求得方法的检出限。用5 ug×mL^-1钒标准溶液连续测定11次计算相对标准偏差，求得精密度，其结果列于表2。
表2 方法检出限和精密度（n=11）

样品溶液

平均值

标准偏差

(mg/L)

相对标准偏差(%)

检出限（mg/L）

Blank

-0.161

0.0019

0.0057

5 ug/mL V

4.90

0.035

0.70

2.5 样品的检测
实验中采用两种不同的样品前处理方法（即：国家标准参考方法和建立的样品前处理新方法），分析了4份不同的银铜钒合金样品中的钒含量，测试结果见表3。
表3 样品检测结果

样品编号	依据国家标准方法的测试结果（%）	依据建立的新方法的测试结果（%）
1	0.11	0.12
2	0.12	0.12
3	0.30	0.32
4	0.12	0.13