铜基体中元素

元素的形态是指某一元素以不同的同位素组成、不同的电子组态或价态以及不同的分子结构等存在的特定形式。元素形态分为物理形态和化学形态，物理形态是指元素在样品中的物理状态，如溶解态、胶体和颗粒状等 化学形态是指元素以某种离子或分子的形式存在，其中包括元素的价态、结合态、聚合态及其结构等。一般意义上所说的元素形态泛指化学形态，元素形态不同于元素价态，同一元素的相同价态可能有多种形态，如价态为五的砷元素，其元素形态可分为无机态和多种有机态的砷形态。　　元素在食品中以不同的形态存在，元素对于人体的作用和元素的形态密切相关。这里所说形态是指该元素在不同种类化合物中的表现或分布。比如铬，三价铬是人体耐糖因子的组成部分，很多糖尿病和人体缺乏三价铬有关，而六价铬则是比较强的致癌物。不同形态砷之间的毒性差异也很大，如以有机砷形式存在的砷糖、砷甜菜碱几乎没有毒性，而无机砷化物的毒性却很高。所以，对于某些元素，只了解某元素在食品中的总量还是不够的，我们在了解总量的同时，更希望了解某元素在食品中的形态组成。　　测量元素的形态，可以通过以下一些方法来实现：　　分光光度法：在显色时对元素的形态有特定要求，可以利用这一特性，进行形态分析。比较典型的例子是水中六价铬的测量。这一方法通常干扰大、灵敏度不是很高，在简单基质有一定应用的范围。　　原子荧光法(AFS)：由于产生氢化物对元素的形态有一定的要求，可以利用这一特点进行形态分析。比如说有机砷几乎不会和硼氢化物生成氢化砷，氢化物-原子荧光法不能直接检测有机砷，而无机砷则能和硼氢化物进行反应而被探测到。利用这一特点可以测量某些元素的不同形态。该方法的特点是灵敏度很高。不足之处是特异性强，只能分析有限几种元素中某些形态，应用不广。　　色谱法：采用色谱柱分离不同形态，然后用分光光度或电导等检测器测量。比如离子色谱法就是比较常用的方法。这一方法由于有预分离处理，干扰比分光光度法小，灵敏度也好一些。　　预分离法：对试样先根据元素不同形态的特点，进行预分离，如有机萃取、离子吸附和交换等手段，将某特定形态和其它形态分离后收集，再采用一些光谱的分析方法测量。这种方法灵敏度比较高，但前处理比较复杂，也容易受到干扰。　　色谱-光谱(质谱)联用法：该方法采用在线色谱分离，分离后各组分直接进入光谱仪器测量。结合了色谱和光谱技术的优点，具有分离效果好、灵敏度高、应用广泛等优点。缺点是设备较为昂贵，从色谱到光谱的接口技术需要解决，前处理方法也有待加强研究。不同的色谱和光谱联用技术都有文献报道，主要集中在色谱和等离子体质谱仪(ICP-MS)的联用上。目前常见的有以下几种联用方法。　　1、液相色谱-ICP-MS联用　　液相色谱(HPLC)-ICP-MS联用技术适用于食品样品中难挥发的化合物的分析。由于液相色谱的流速和ICP-MS 进样速度一致，所以联接非常简单方便，其联用接口非常简单。另外，由于液相色谱的特点，具有进样量小、分析速度快、分离效果好等优点。因此，HPLC与ICP&mdash MS联用技术在各类食品中砷、硒、锡、汞等元素形态分析领域得到了越来越多的应用，相关的研究也最多。在使用该技术时，要注意液相流动相的成分是否符合ICP-MS的进样溶液要求。如果有机相比例过高，则需要辅助氧化技术。　　2、离子色谱-ICP-MS联用　　离子色谱法(IC)作为一种有效的分离和检测技术，已经在金属和非金属离子的测定中得到了较多应用，已成为成为解决复杂机体中超痕量离子形态分析的有效工具，也是ICP&mdash MS相关联用技术研究的热点之一，在食品分析领域有着越来越多的应用。其联用方法和液相色谱一样，也很简单。目前相关文献集中在铬、砷、锑、溴、碘等形态的检测研究上。同样的，使用该技术时，要注意离子色谱流动相和ICP-MS进样要求的匹配性，流动相的可溶性固体含量不能太高。　　3、气相色谱-ICP-MS　　气相色谱(GC)适用于易挥发或中等挥发的有机金属化合物的分离，而且分离之前的衍生化步骤不仅使分离与分析过程复杂化，而且增加了待测形态丢失或玷污的可能性。而且气相和ICP-MS联接需要一个专用的接口。因此，GC与ICP&mdash MS联用应用于元素的形态分析具有一定局限性。目前，GC-ICP-MS技术仅限于烷基铅、烷基锡和烷基汞等形态的分析上。　　4、毛细管电泳-ICP-MS　　相对与气相和液相色谱，毛细管电泳(CE)具有分离效率高、消耗样品量少、分离时间快等特点适用范围广，可分离从简单离子、非离子性化合物到生物大分子等各类化合物。但是在分离过程中，样品中分析物的原始形态可能由于电解质或pH值的调节而发生变化，样品的组成也是影响CE分离的一个重要因素，由于CE与ICP&mdash MS的接口没有HPLC成熟，在一定程度上制约了CE-ICP&mdash MS联用技术的应用。但相关的研究还是不少，主要集中在食品中砷、硒、汞等元素形态的分析。　　5、液相色谱-AFS　　由于中国AFS的技术领先于世，所以该研究在国内发展也很快。由于AFS对某些元素，如As、Se、Hg等的检测灵敏度很高，而且这些元素也是形态分析所最关注的元素，所以AFS在元素形态分析上大有用武之地。如前所述，单用AFS能进行一些特定的形态分析，而要完成更好的分离和检测，就需要和色谱联用。现在主要是和液相色谱联用，已经有多款HPLC-AFS仪器上市。该技术的优势在于具备了液相分离的优点，也能利用AFS的高灵敏度和元素特异性，仪器的整体价格也不高。其缺点在于，检测元素受到AFS的限制，而且AFS检测状态的稳定性也较难保证。　　食品中元素形态分析的标准：　　1、砷的形态分析标准　　根据GB 2762-2012 《食品中污染物限量》，规定了食品中无机砷的限量标准，所以也有相关的检测方法：　　GB/T 5009.11-2003 食品中总砷及无机砷的测定 ：无机砷检测采用原子荧光法，前处理和总砷不一样。　　GB/T 23372-2009 食品中无机砷的测定 液相色谱-电感耦合等离子体质谱法：该标准采用HPLC-ICP-MS联用技术，分离和检测能力都很强。　　有机砷农药的检测方法有一个行业标准：SN/T 2316-2009 进出口动物源性食品中阿散酸、硝苯砷酸、洛克沙砷残留量检测方法 离子色谱-电感耦合等离子体质谱法　　2、汞的形态分析标准　　根据GB 2762-2012 《食品中污染物限量》，规定了食品中有机汞(以甲基汞计)的限量标准，所以也有相关的检测方法：　　GB/T 5009.15-2003 食品中总汞及有机汞的测定： 有机汞采用气相色谱法和预分离&mdash 冷原子光度法。　　无机砷和有机汞的检测方法都有缺陷，修订的新方法(草案)采用液相-原子荧光联用法，但也有问题，到现在没有颁布为更新方法。　　3、溴酸盐的形态分析标准　　由于溴酸盐是2B类致癌物，所以已不允许作为添加剂使用。食品中溴酸盐的形态分析有两个标准，都用离子色谱法：　　GB/T 20188-2006 小麦粉中溴酸盐的测定 离子色谱法　　SN/T 3138-2012 出口面制品中溴酸盐的测定 柱后衍生离子色谱法　　水中溴酸盐也有限量标准和检测方法，在相关水检测标准中，也是离子色谱法。　　4、铬的形态分析标准　　六价铬的检测方法有一个行业标准：　　SN/T 2210-2008 保健食品中六价铬的测定 离子色谱-电感耦合等离子体质谱法　　水中的六价铬也有相应标准检测方法，采用经典的比色法。在水的检测标准中。　　　　(撰稿人：上海出入境检验检疫局 杨振宇 博士)　　注:文中观点不代表本网立场,仅供读者参考

盐湖卤水✦锂离子电池是新能源汽车的重要组成部件，随着新能源汽车的快速发展，人们对锂的需求量逐年攀升，提锂工艺技术的发展也日益受到重视。地壳中锂的含量仅为0.0065%左右，其中少部分存在于岩石矿床中，而约80%的锂资源蕴含于盐湖卤水中。我国是一个锂资源大国，锂资源总储量位居世界di二位，其中盐湖卤水锂资源储量占我国锂总储量的79%，主要分布于我国的青海和西藏等省。盐湖卤水成分复杂，含有大量金属和非金属元素，其中的锂含量小到10 mg/L大到4000 mg/L。为了评价盐湖的开采价值以及开采费用，测试锂含量是非常必要的。而其他痕量元素在整个提取过程中会直接影响最终产品的品质，因此，也常常需要测试其他杂质元素。测试难点： 盐湖卤水盐分高：容易堵塞雾化器和在炬管处积盐，影响测试准确性。 基体干扰：如何在高盐基体中准确测试主量Li和其他杂质元素的含量。 炬管寿命：盐湖卤水中存在的大量碱金属以及Li和Na，在高温状态，与石英炬管中的二氧化硅反应，生成硅酸盐，硅酸盐与石英成分不同，出现玻璃析晶，即石英炬管变得不透明，进而产生裂缝或断裂，缩短炬管的使用寿命。图1 A为高盐样品通入等离子炬中的状态B为析晶的石英炬管赛默飞解决方案01仪器：iCAP PRO Series ICP-OES Duo图2 iCAP PRO Series外观图02进样系统为了应对这种复杂基体测试，我们采用了D-Torch陶瓷炬管，陶瓷炬管材质为氮化硅，氮化硅陶瓷材料具有热稳定性高、抗氧化能力强以及产品尺寸精确度高等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物，并在空气中能形成氧化物保护膜，所以还具有良好的化学稳定性，1200℃以下不被氧化，1200~1600℃生成保护膜可防止进一步氧化，并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀。图3 石英炬管和陶瓷炬管03仪器参数和配置表1 仪器参数和配置04样品制备实验中，为了模拟盐湖样品，所有样品的制备均采用25%的饱和食盐水作为基体溶液，然后向其中加入一定量的杂质元素和Li元素。另外，采用Y溶液作为内标元素校正仪器的波动。05标准溶液配制表2 待测元素标准溶液浓度(单位：ppm)图4 紫外区元素的谱图叠加表3 各元素选择的波长，观测方式，线性相关系数和方法检出限06实验准确性实验中选择含3000 mg/L Li并含有18种0.5 mg/L微量元素的样品作为QC样品，测试了该样品中微量元素的11h准确性，测试结果如图4。痕量元素的波动范围在90%-110%之间。图5.QC样品中痕量元素11h准确性07内标回收率实验过程中监控了11h内标元素的回收率，回收率在90%-115%。图6. 11h内标元素的回收率iCAP PRO优势iCAP PRO是耐高基体的垂直炬管双向观测，采用空气动力学设计的全新炬室，强耐腐蚀氮化硅-刚玉吹扫接口。iCAP PRO的精密恒温光室以及内光路无可动器件和全质量流量计保证了无与伦bi的测试稳定性。作为光谱仪最为核心的CID检测器，它的天然防溢出和非破坏读取，实现了高低含量元素的同时检测。检测器有2048 x 2048 像素点，全波长范围一次读取，读取速率为2MHz，实现了快速测试。设置有单手即可拆卸的插拔式进样系统以及具有自动调谐、一键优化的Qtgera智能软件，为用户提供极大的便利。Li元素标准曲线的浓度为从10mg/L到5000mg/L，相关系数为R2为0.9999，可见仪器具有很宽的线性范围，对盐湖样品，不需要进一步稀释即可进行测试。图7 Li元素标准曲线结论与展望iCAP PRO 系列 ICP-OES可以耐受盐湖卤水样品的高基体，实现了高含量Li和杂质元素的同时检测，Li元素线性范围宽，Li元素和杂质元素的测试准确性高，因此，iCAP PRO 系列 ICP-OES完全可以胜任盐湖提锂工艺中元素测试。作为一种清洁能源，新能源汽车受到了广泛的青睐并且得到了长足的发展，在未来的十年，新能源汽车的市场份e有望在目前的基础上翻10倍以上，经过几年的快速增长，全球将有超过1000万辆的新能源汽车在路上，并且预测在2030年将达到4000万辆，到2050年将会增长到3亿辆。我国作为盐湖大国，盐湖提锂势必迎来新高潮，赛默飞光谱仪将助力盐湖提锂的快速发展。

石油由于受其天然组分的局限，单靠提高加工工艺难以满足要求。通过改进炼油的配方和工艺，加入添加剂来改善油品的使用性能，使得油中金属影响油品的产品质量和二次加工。燃料油和润滑油在催化裂化过程中，重金属绝大部分沉积在催化剂上，使催化剂中毒，严重时会打乱装置操作，威胁装置安全；石脑油和轻柴油中的Na、Fe、Cu、K、Ni 等会使催化剂中毒，有时在高温下生成难熔混合物，使机械设备和石油加工管线腐蚀；碱金属和碱土金属元素可加速酸性催化剂失活等。因此，对油品中的元素检测是非常必要的，不仅可以引导企业改良工艺，扩大生产，加强市场的竞争力，同时保障了消费者的合法权益。 近年来，空气污染问题日益引起人们的广泛关注，为了降低车辆尾气造成的污染，提高车用燃油质量成为必然的选择。中国对于燃油质量同样非常关注，自1999 年12 月28 日颁布《车用无铅汽油》质量标准GB 17930-1999 开始，国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ等更加严格的标准相继被颁布实施，其中2014 年1 月开始实施的国Ⅳ标准规定车用汽油中硫含量不得超过50mg/Kg，锰含量不超过0.008 g/L，已经发布并计划于2018 年在全国范围内实施的国Ⅴ标准更是将硫含量限定在10 mg/Kg 以下，锰含量限定在0.002 g/L 以下，其他指标亦基本与国际先进标准相近。随着经济建设的持续发展、车辆保有量的增加以及整个社会环保意识的提高，对于油品质量的监控必然会越来越严格。 目前，油品前处理有无机前处理和有机样品直接进样法。测试手段有ICP-AES、AAS、ICP-MS、X 荧光光谱法等。岛津公司自进入中国以来，一直积极应对石化等行业的需求，及时提供解决方案，应对用户应用的需求。我们开发了《油品中元素分析检测解决方案》，希望我们的努力可以给您带来帮助。 有关详情，请您向“岛津全球应用技术开发支持中心”咨询。 咨询电话：021-22013542 关于岛津岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台