火焰原子吸收光譜法測定銻品中微量鎘

宋應球,崔德海,吳東華,宗 屹,毛曉紅,李 兵

(1.錫礦山閃星銻業有限責任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

火焰原子吸收光譜法測定銻品中微量鎘

宋應球1,崔德海1,吳東華1,宗 屹1,毛曉紅1,李 兵2

(1.錫礦山閃星銻業有限責任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

利用火焰原子吸收光譜(FAAS)分析技術,對測定銻品中微量鎘的基體和共存元素干擾、儀器分析參數等因素進行了研究,確定了最佳分析條件。試驗結果表明:該方法準確、可靠、簡便、適用。方法的檢出限0.008 2μg/mL,相對標準偏差小于6%,回收率為92%～101%。

火焰原子吸收光譜法;銻品;鎘;測定

鎘是銻品中的一種微量雜質元素,銻品中的主要產品三氧化二銻主要用作塑料、化纖、搪瓷等中的阻燃協效劑,與人們的生活息息相關,由于鎘對人體有嚴重危害,因此必須建立銻品中微量鎘的檢測方法。目前文獻報道的微量鎘的檢測方法有分光光度法[1]、電化學分析法[2]、原子吸收光譜法[3]、原子熒光光譜法[4],近年來發展了ICP-A電感耦合等離子體發射光譜[5](ICP-AES)、電感耦合等離子體質譜[6](ICP-MS)等。

在GBn/165.3-82[7]中,銻錠中的鎘量采用雙硫腙光度法測定。這種方法要用到劇毒的氰化鉀掩蔽干擾離子和有機試劑三氯甲烷進行萃取顯色,手續繁鎖,操作環境差,已不適用現代分析的需要。本試驗是對采用空氣-乙炔火焰原子吸收分光光度法測定銻品中的微量鎘進行研究。試驗表明,該方法操作簡便、靈敏度高、有較好的重復性和準確性。

1 試驗部分

1.1 儀器及試劑

1.TAS-986原子吸收分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

2.鹽酸、硝酸、氫溴酸為分析純;水為一次蒸餾水。

3.高純銻(99.999%,錫礦山閃星銻業生產)。

4.溶液鎘標(1 000μg/mL,GSBG 62040-90)。

5.鎘標準溶液:移取1 mL液體鎘標于100 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸,用水稀釋至刻度,混勻,此溶液含鎘量為10μg/mL。

1.2 試驗方法

1.2.1 儀器條件試驗

移取濃度10μg/mL的鎘標準溶液5.00 mL,于100 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸,稀釋至刻度,混勻(此時鎘標準溶液濃度為0.5μg/mL),按表1逐項改變儀器工作條件進行吸光度測定。

表1 儀器最佳條件選擇

1.2.2 樣品測定

稱取0.2～1.0 g試樣置于100 mL燒杯中,用少量水潤濕,加入8～10 mL王水(氧化銻加8 mL氫溴酸)于低溫電熱板上溶解試樣并蒸干,取下稍冷。加1 mL鹽酸、5 mL氫溴酸蒸干,稍冷后加3 mL鹽酸、1 mL氫溴酸蒸干,加入2 mL鹽酸蒸干,冷卻。加鹽酸溶解殘渣并煮沸(保持稀釋后鹽酸酸度5%),移入25 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。在儀器工作條件下與標準溶液系列同時測定,減去試樣空白溶液吸光度,根據吸光度由標準線性回歸方程式計算出試樣中鎘的濃度。

2 結果與討論

2.1 儀器最佳工作條件

儀器條件的選擇對測定的靈敏度、準確度、精密度及干擾消除有很大的影響,因此在進行銻品中鎘量定量之前,必須進行燈電流、助燃比、燃燒器高度、狹縫寬度等儀器條件試驗,選定儀器的最佳工作條件。

經試驗,選擇的儀器最佳工件條件為:鎘空芯陰極燈,波長228.8 nm,狹縫寬度0.4 mm,燈電流2 mA,燃燒器高度5 mm,空氣壓力0.25 MPa,乙炔流量1.3 L/min。

2.2 介質及介質酸度

選擇不同酸度的硫酸、硝酸和鹽酸,配成0.5 μg/mL鎘標準溶液,在儀器工作條件下,分別測定吸光度,數據見表2。

表2 不同酸、酸度體系對吸光度的影響試驗

從表2可以看出,在鹽酸和硝酸酸度1%～10%范圍內吸光度穩定,硫酸酸度增加使吸光度有上升趨勢。考慮到低酸度可能造成試樣中殘余的銻水解,酸度太高不便于操作及對儀器、環境不利,選用5%的鹽酸介質。

2.3 干擾及消除

2.3.1 基體銻的干擾

分別取不同量的高純銻,加入5 mL 10μg/mL鎘標準溶液,用王水溶解,配成0.5μg/mL鎘標準溶液,在5%的鹽酸介質中測定吸光度,數據見表3。

表3 含銻量與吸光度的關系

表3表明:基體銻對鎘的測定有干擾,必須采取措施消除。

2.3.2 基體干擾的消除

消除銻干擾的措施通常有兩種:一是用酒石酸絡合銻,但此法易使霧化器和燃燒頭阻塞,甚至有記憶效應,極少采用;二是利用銻的鹵化物沸點較低,采用低溫揮發分離。SbCl3的沸點223℃,SbBr3的沸點230℃,而CdCl2的沸點為900℃,CdBr2的沸點為943℃,揮發分離是可行的。

取0.500 0 g、1.000 0 g高純銻,分別置于6個100 mL燒杯中,加8 mL王水溶解,加入不同量的10μg/mL鎘標準溶液,以下按樣品測定步驟進行測定,數據見表4。

表4 揮發分離銻試驗

表4結果表明:低溫揮發分離銻后,鎘的測定回收率在90.0%～103%之間,無損失。

2.3.3 雜質干擾試驗

在4個100 mL燒杯中各稱取高純銻1.000 0 g,加入銻品中可能存在的雜質元素的最大量/mg: Pb 2.0、As 0.2、Cu 0.2、Fe 0.2、Se 0.05,分別加入10μg/mL鎘標準溶液鎘/mL:0.5、1.0、1.5、2.0按樣品測定步驟進行測定,結果見表5。

表5 雜質干擾試驗結果

從表5結果可以看出,銻品中通常存在的雜質不干擾鎘量的測定。

2.4 標準曲線

分別取10μg/mL的鎘標準溶液/mL:0.0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0置于100 mL容量瓶中,加入適量的鹽酸后稀釋至刻度,使鹽酸酸度為5%,在儀器工作條件下測定吸光度,減去“零濃度”溶液吸光度,測定數據見表6。

以鎘濃度為橫坐標,吸光度為豎坐標作圖1。從圖1可以看出,鎘的濃度在0～1.00μg/mL時,與吸光度線性相關。標準曲線見圖2。

表6 線性范圍測定

圖1 鎘濃度與吸光度的關系

圖2 標準曲線

標準曲線用一元線性回歸方程處理,方程為A =0.009 9+0.391 6C,相關系數γ=0.998 6,線性良好。

2.5 檢出限和樣品檢測下限

在儀器工作條件下,以5%鹽酸水溶液為空白,測定濃度為0.5μg/mL的鎘標準溶液的吸光度。計算出本方法的檢出限為0.008 2μg/mL,樣品檢測下限為0.000 068%。

2.6 準確度和精密度

2.6.1 樣品加標回收率

取2003-08精銻(ωCd=0.001 8%)和2003-11銻白(ωCd=0.000 6%)樣品兩個,分別加入不同量的10μg/mL鎘標準溶液,按分析步驟進行測定,結果見表7。

表7 加標回收試驗

試驗結果表明:鎘的回收率較好,在92%～101%之間。

2.6.2 精密度試驗

取2008-Cd-01、2008-Cd-02、2008-Cd-03、2008-Cd-04、2008-Cd-05等5個樣品,按測定步驟各平行測定9次,結果見表8。

表8 方法精密度試驗%

試驗結果表明:該方法重復性好、精密度高。

2.6.3 不同方法測定對照

2003-08精銻和2003-11銻白樣品在湖南商檢局用ICP-AES檢測及在本公司質檢中心按GBn165.3-82規定的雙硫腙光度法測定,其結果與本法測定結果對照如表9。

表9 不同方法檢測結果對照%

上述結果表明:本法測定結果與ICP發射光譜和雙硫腙光度法測定結果相符。

3 結束語

本方法靈敏度高,具有較好的精密度和準確度,簡便、實用。回收率為92%～101%,檢出限0.008 2 μg/mL,樣品測定下限低于0.000 1%。滿足銻品中微量鎘測定的要求。

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Abstract:Using the flame AAS technology,It studied the elements of the basis and interference from coexistence elements and instrument analytical parameters in determination of the content of cadmium in antimony products, and determined the best analytical condition.The results show that the way is accurate,reliable,simple and useful.The limit of detection of this way is 0.008 2μg/mL,RSD of the measurement is less than 6%and recovery in range of 92%～101%.

Key words:flame AAS;antimony products;cadmium;determination

Determination of Cadmium Content in the Antimony Products by Flame Atomic Absorption Spectrometry

SONG Ying-qiu1,CUI De-hai1,WU Dong-hua1,ZONG Yi1, MAO Xiao-hong1,LI Bing2
(1.Hsikwangshan Twinkling Star Co.Ltd.,Lengshuijiang417502,China;2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

O657.31

A

1003-5540(2012)04-0065-04

2012-05-09

宋應球(1965-),男,工程師,主要從事銻冶金分析檢測研究工作。