測定實驗室用純水中硅的原子吸收分析法

傅 玉，唐 琨，張建柱

(天津泰達水業有限公司 天津300457)

測定實驗室用純水中硅的原子吸收分析法

傅 玉，唐 琨，張建柱

(天津泰達水業有限公司 天津300457)

采用分光光度法測定硅時，操作方法冗長，試劑空白高，不適應高純水中硅的測定。探索利用石墨爐原子吸收光譜直接測定實驗室用純水中硅的條件，建立了測定規定實驗方法。采用高溫石墨爐原子吸收光譜測定硅時，由于硅能形成碳化物，會使測定的靈敏度降低。為了減少待測元素在石墨爐中形成碳化物，加入硝酸鈀基體改進劑以改善靈敏度和精度。該方法的相對標準偏差為3.2%,～7.6%,，加入硅含量為40.0～160.0,μg/L的水樣使其回收率為78.4%,～109%,。

原子吸收分析法 基體改進劑 實驗室用純水 硅 碳化物

硅是人類生存所必需的元素，飲用水中以偏硅酸形式存在的硅滿足了人們的日常需求，超量或低量均會對人體健康造成危害。目前測定硅的方法較多，普遍采用硅鉬藍分光光度法，此法的缺點是操作時間冗長、試劑空白值高及干擾大。[1]采用石墨爐原子吸收法測定硅的方法始于 1974年，但由于硅在高溫下受原子化器的表面性質、加熱溫度、加熱時間與加熱方式等因素的影響，極易生成高溫難熔碳化硅，直接測定將影響該元素的靈敏度和精度。[2]將鑭鹽溶液注入石墨管預處理后測定純水中的硅，測定時仍存在記憶效應。經多次實驗，硝酸鎂作為基體改進劑不能達到儀器推薦的滿意效果，后采用 PE原裝進口的硝酸鈀基體改進劑測定實驗室用純水中的硅，能減少碳化硅的形成，提高測定的靈敏度和精度。[3]本文針對實驗室用純水，采用硝酸鈀作為基體改進劑，建立了用石墨爐原子吸收法直接測定實驗室純水中硅含量的可靠的分析方法，簡單快速準確，分析結果滿意。[4]

1 實驗原理

樣品經適當處理后注入石墨爐原子化器。硅在高溫下與石墨管中的碳生成碳化硅，在石墨爐內原子化高溫蒸發解離為原子蒸汽。待測元素的基態原子吸收來自同種元素空心陰極燈發射的共振線，其吸收強度在一定范圍內與金屬濃度成正比。

1.1 試劑與材料

硅標準溶液由美國Accustandard公司提供；硝酸(ρ20＝1.42,g/mL)，高純；基體改進劑為硝酸鈀溶液，PE公司原裝進口；高純氬氣。

1.2 儀器

AA600型石墨爐原子吸收分光光度計；硅元素空心陰極燈；高純氬氣鋼瓶；自動進樣器；50,mL具塞比色管。

測定硅的儀器參數如表1所示。

表1 測定硅的儀器參數表Tab.1 Parameters of silicon testing instrument

2 結果與討論

2.1 灰化溫度條件實驗

圖 1為不同灰化溫度的灰化曲線。可以看出，在1,050～1,200,℃范圍內顯示的硅信號穩定。盡管靈敏度有所差異，灰化曲線的變化趨勢是一致的。由于在實驗過程中加入了硝酸鈀基體改進劑，石墨管所形成的金屬碳化物隔絕了硅與石墨的直接接觸，減少了碳化硅的形成，本實驗選用的灰化溫度為1,100,℃。

圖1 灰化溫度的選擇Fig.1 Selection of ashing temperatures

2.2 原子化溫度

經實驗測試，硅項目檢測的靈敏度隨原子化溫度的提升而正向提升，但當原子化溫度提升超過2,550,℃時，石墨錐及石墨管的消耗成極值趨勢遞增，因此建議檢測硅項目時選用的原子化溫度在2,500～2,550,℃之間。

2.3 標準曲線

儀器用 0.2%,硝酸溶液自動稀釋硅標準使用溶液，配制成 0,μg/L、40,μg/L、80,μg/L、100,μg/L、120,μg/L、160,μg/L、200,μg/L的標準系列。

儀器參數設定后儀器自動吸取5,μL基體改進劑硝酸鈀溶液以及20,μL試劑空白(0.2%,硝酸溶液作為試劑空白)，標準系列和樣品，注入石墨管，啟動石墨爐控制程序和記錄儀，記錄吸收峰高或峰面積并繪出工作曲線，相關系數可保證在0.999以上。

2.4 樣品分析

樣品需前處理，取 50,mL水樣，加入 0.1,mL高純硝酸。按繪制的標準曲線設定后的儀器參數記錄吸收峰高或峰面積，直接查得水樣中待測金屬的質量濃度。

2.5 回收率及精密度

作為水樣，配制 3種濃度分別為 40,μg/L、140,μg/L、160,μg/L的加標樣品，進行回收率實驗，結果見加標回收率表2。

分別在純水中加入40,μg/L和100,μg/L的硅標準溶液進行測定，計算相對標準偏差(見表3)。

表3 精密度Tab.3 Degrees of precision

2.6 不確定度

單個實驗室重復測定7次加標水樣，其加入硅含量為 40.0～160.0,μg/L，相對標準偏差為 3.2%,～7.6%,。單個實驗室測定加入硅含量為 40.0～160.0,μg/L的水樣，回收率為78.4%,～109%,。

3 結 論

實驗室用水對實驗起著至關重要的作用，采用石墨爐原子吸收分光光度法測定實驗室用純水，優選原子化溫度是硅檢測的前提條件，選擇合適的原子化溫度既可以解決實驗室用純水中硅的檢測，又減少了因超高溫對石墨管的損耗。使用硝酸鈀基體改進劑，可以提高測定靈敏度。[5]本方法適用于直接測定實驗室用純水中的全硅，可避免用分光光度法進行全硅測定時使用具有強腐蝕性的氫氟酸。該方法可滿足實驗室一級用水可溶性硅的標準要求。■

［1］ 楊延，宋立群. 測定電廠水中痕量硅的原子吸收分析法[J]. 華東電力，1999(11)：25-27.

［2］ 任玉林，鄭衍生，李超生，等. 石墨爐原子吸收光譜法測定痕量硅的實驗研究[J]. 分析化學，1990(8)：741-744.

［3］ 徐學敏，李希云，崔仙航. 無火焰原子吸收光譜測定痕量硅[J]. 光譜學與光譜分析，1984(4)：55-57.

［4］ 分析實驗室用水規格和試驗方法[S]. GB/T 6682-2008，2008.

［5］ 梁瓊英，歐陽鋼鋒. 硅含量測定方法的新進展[J]. 廣州化工，2000，28(1)：48.

Determination of Silicon in Laboratory Pure Flameless Atomic Absorption Spectrometry(AAS)

FU Yu，TANG Kun，ZHANG Jianzhu
(TEDA Water Company，Tianjin 300457，China)

When silicon is determined by spectrophotometry，the method features lengthy operation and high reagent blank and therefore unsuitable to measuring silicon in high-purity water．To this end we explore the conditions of silicon determination by using graphite furnace atomic absorption spectrometry directly，for the provisions of experimental methods．When using high-temperature graphite furnace atomic absorption spectrometry to measure silicon，silicon carbide can be formed，so that measurement sensitivity is affected．In order to reduce the formation of carbides analyte in a graphite furnace，add palladium nitrate matrix modifier to improve the sensitivity and accuracy．The relative standard deviation was 3.2%～7.6%，adding a silicon content of 40.0,μg/L～160.0,μg/L water samples so that the recovery could reach 78.4%～109%,.

atomic absorption analysis；matrix modifier；laboratory water；silicon；carbide

TV213.4

A

1006-8945(2016)07-0042-02

2016-06-06