拉曼光譜法快速測定肥料中硝態氮含量

薛紹秀，胡 宏，楊麗萍，尚 偉

(1.貴州大學化學與化工學院，貴州貴陽 550003;2.甕福(集團)有限責任公司，貴州福泉 550501)

硝態氮是植物從土壤中吸收的氮化物主要形式，故在化肥檢驗工作中，測定硝酸態氮含量是必要的工作，目前常用硝態氮含量分析方法有改進的凱氏定氮法、重量法(GB/T 3597-1983)、電極法、紫外分光光度法、高效液相色譜法等［1-5］。改進的凱氏定氮法和重量法操作繁瑣，人為因素干擾大。由于肥料中成分復雜，共存離子多，對其他方法的干擾也較大。

本文采用拉曼光譜法測定肥料中的硝態氮含量，該法制樣簡單、精確度高、快速又可重復，且便攜式拉曼光譜儀體積小，可用于現場分析。測定了樣品肥料中的硝態氮含量，與國標法［6］對比，測試結果一致。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

儀器:便攜式拉曼光譜儀，美國 BAYSPEC公司，Xantus-1。激發光源波長:785 nm。試劑:分析純硝酸銨、自制蒸餾水。

1.2 實驗參數選擇

積分時間:5 000 ms;噪聲閥值:4 000。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準曲線繪制

分別稱取 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 g 分析純硝酸銨于50mL燒杯中，再分別稱取9.5、9、8.5、8、7.5、7、6.5 g 蒸餾水與燒杯中，制成不同質量分數的硝酸銨溶液，混合均勻，把配制好的標準溶液倒入對應的玻璃容器中。用便攜式拉曼光譜儀攝譜，每個樣品攝譜4次，取平均值，以硝酸銨質量分數為橫坐標，1 045 cm-1處散射強度和717 cm-1處散射強度比值為縱坐標，繪制標準曲線。

1.3.2 試樣的測定

稱取3～5 g試樣于50 mL小燒杯中，加蒸餾水至10 g，過濾，取清液攝譜，得到1 045 cm-1處散射強度和717 cm-1處散射強度比值，計算出硝酸根的含量。

2 結果與討論

2.1 分析純硝酸銨拉曼光譜圖

圖1 分析純硝酸銨拉曼光譜圖

對分析純硝酸銨進行攝譜，從圖1中可以看出，在1 045 cm-1和715 cm-1附近有較強的散射特征峰。這兩個特征峰都是由硝酸根引起，其強度與硝酸根的含量成正比。

2.2標準曲線繪制

將硝酸銨兩個特征峰強度進行對比，通過origin軟件對數據進行多項式擬合得到比值I與硝酸質量分數x的關系。結果見圖2，圖2表明，比值I與硝酸銨含量呈二次函數關系，擬合所得曲線方程為

I=-23.63x2+20.97x+1.081。

圖2 比值I與硝酸銨質量分數關系曲線

2.3 方法精密度

對同一個樣品平行測定5次，結果見表1。

表1 精密度實驗結果 %

由表1可見，該實驗方法精密度良好。

2.4 回收率實驗

加標回收率實驗結果見表2。

表2 回收率測定結果 %

由表2可見，實驗回收率為96.5% ～104.6%，說明該方法的準確度高。

2.5 與國標方法結果對比

選擇5種不同配比的肥料，分別用國標法和本法進行測定，結果見表3。

表3 國標法與本法結果對比 %

由表3可見，相對誤差小于等于2.011%，兩種方法的結果吻合。可以用本法對肥料中的硝態氮含量進行測定。

3 結論

用便攜式拉曼光譜儀測定肥料中的硝態氮，分析過程簡單，操作簡便，檢測快速，分析結果準確度、精密度高，特別適用于企業對硝態氮的控制分析，實用性強。

［1］美國公職分析家協會.AOAC分析方法手冊(上冊)［M］.北京:中國光學學會光譜專業委員會，1986:51-52.

［2］鮑士旦.土壤農化分析［M］.北京:中國農業出版社，2000.

［3］張朗山，鄧波兒，楊竹青，等.硝酸根電極法測定棉花葉柄中硝態氮［J］.華中農學院學報，1985，4(3):102-104.

［4］宋守法，董俊才.紫外分光光度法測定肥料中硝態氮含量的試驗研究［J］.化肥工業，1984，(3):25-28.

［5］汪繼清，桂素萍.高效液相色譜法測定肥料中硝態氮含量［J］.磷肥與復肥，2005，20(4):68-69.

［6］國家化肥質量監督檢驗中心.GB/T8572-2001.復混肥料總氮的測定［S］.北京:中國標準出版社，200.