石墨爐原子吸收光譜法直接測定石腦油中微量鉛

孫國明

摘 要：將石墨爐原子吸收光譜法用于對石腦油中微量鉛的直接測定，可以簡化測試過程、提高測試效率、有效減少系統誤差。選擇硝酸鈀作為基體改性劑，以無水乙醇溶液對試樣進行稀釋后，可以運用石墨爐原子吸收光譜法直接進樣，實現石腦油中微量鉛含量的測定。結果證明，鉛含量濃度在0～100μg/L，相關系數0.999，線性關系良好，回收率可以達到94.6%以上。

關鍵詞：石墨爐原子吸收光譜法 石腦油 微量鉛

中圖分類號：TE622.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0071-02

在石油化工生產中，石腦油是一種非常關鍵的原料，也稱化工輕油，可以對石油中的多種有機原料進行分離，如煤油、汽油、瀝青等。可持續發展理念下，要求對鉛排放進行嚴格控制，需要做好石腦油中鉛含量的準確測定，而傳統的測定方法一般是CF-AAS法，需要將樣品中的烷基鉛化合物轉化為水溶性鉛試樣，以稀硝酸萃取后，配合石墨爐原子吸收法測定，流程繁瑣且誤差較大。對此，本文提出了利用石墨爐原子吸收光譜法直接測定石腦油中微量鉛的方法，并對其有效性進行了檢驗。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

選擇PE AAS600原子吸收光譜儀、自動進樣器（附帶自動稀釋功能）、鉛空心陰極燈、無端蓋石墨管等。試劑主要包括鉛標準溶液（1000mg/L，以無水乙醇逐級稀釋為100μg/L）、濃硝酸、無水乙醇溶液、硝酸鈀基體改進劑（1000mg/L，以無水乙醇溶液10倍稀釋）。

1.2 實驗方法

在實驗前，需要做好儀器的調試工作，確保相關參數正確：光譜通帶寬0.7nm、燈電流10mA、波長283.3nm，塞曼背景，將氬氣流量控制在250mL/min[1]。

利用自動進樣器，將鉛標準溶液依次配置為0、25、50、75、100μg/L的溶液，加入基體改性劑5μL，依照儀器本身的工作條件，提取20μL石腦油樣本，以線性方法計算，得到相應的校正曲線，對樣品中的微量鉛進行含量測定。具體的試驗步驟為：將樣品放入儀器中，打開儀器，進入工作站，依照儀器最佳工作條件，將其調制工作狀態，打開通風系統，對樣品進行測定。

2 結果與討論

2.1 溶劑與基體改性劑

在石墨爐原子吸收光譜法中，溶劑的選擇一般為MIBK或者甲苯，可以與有機溶劑互溶，不過由于這兩種溶劑本身具有一定的毒性，從保證實驗安全的角度，將溶劑更換為無水乙醇，其能夠與甲醇、乙醚、丙酮等有機溶劑實現互溶。

鉛元素本身具有較強的揮發性，在灰化環節，較高的溫度會導致鉛元素的揮發，從而影響測定結果的準確性。而如果通過降低灰化溫度的方式來減少鉛揮發，又會導致灰化不完全，試驗中存在大量基體，影響原子化環節的鉛含量測定。對此，以硝酸鈀來作為基體改性劑，就可以進一步將灰化溫度提升到800℃[2]。

2.2 載氣選擇

載氣可以在升溫階段提供保護，尤其是原子化階段，溫度相對較高，需要做好保護氣體的選擇。可供選擇的氣體包括氮氣和氬氣等，在沒有特殊要求的情況下，氬氣的性能更好，不僅可以帶走已經氣化的樣品，也可以為石墨管提供保護，避免其在高溫環境下出現氧化。將氬氣流量設定為0.25L/min，原子化期間需要氬氣流量關閉。

2.3 石墨爐升溫程序

石墨爐的升溫程序包括4個步驟：一是干燥，選擇斜坡升溫方式來避免溶液飛濺問題。考慮到石腦油本身流程范圍相對較寬，如果溫度提升過快，可能導致樣品的流失，因此增加干燥溫度的升溫步驟，從而提升測試的穩定性；二是灰化，較高的灰化溫度可以保證灰化充分進行，減少背景吸收，但是灰化溫度過高又會導致待測元素揮發，影響結果準確性。結合相應實驗，確定灰化溫度為800℃，而不同的停留時間同樣對吸光度造成影響，例如，停留時間為10s時，吸光度為0.0565；停留時間為20s時，吸光度為0.0634，在這個時間段內，隨著停留時間的延長，吸光度也在不斷增大，而當停留時間上升到30s時，吸光度為0.0622，有所下降，因此這里確定停留時間為20s；三是原子化溫度，將原子化溫度確定為2000℃，從峰形最佳的角度，確定原子化時間為3s；四是清洗，為了徹底清除殘留檢測物，清洗程序對于溫度的要求較高，這里設置為2500℃，清洗時間為3s，氬氣流量同樣設定為0.2L/min。

2.4 線性關系

依照儀器設備的工作條件，進行鉛標準溶液測定，繪制相應的工作曲線，結合最小二乘法進行線性回歸，得到相應的回歸方程Y=0.00101+0.00331X，這里X表示鉛質量濃度，Y表示鉛吸光度，線性相關系數r的值為0.999，表明當鉛質量濃度在0～100μg/L范圍內時，具備良好的線性關系。

2.5 精密度

將試樣分成4組，進行5次測定，可以得到如表1的結果。

依照相應的實驗方法，將鉛標準溶液（25μg/L）加入到5份石腦油樣品中，開展回收實驗，樣品回收率如表2所示。

3 結語

以無水乙醇為溶劑，以石墨爐原子吸收光譜法實現對石腦油中鉛含量的直接測定，對原本的測定流程進行了簡化，樣品前處理更加簡單，使用的溶劑無毒無害，測定結構準確，具備良好的可操作性和實用性，值得進行推廣。

參考文獻

[1] 王建全.應用PE-Analyst800石墨爐法測定石腦油中微量鉛銅[J].精細石油化工，2010，27（4）：73-76.

[2] 李俊，趙麗麗，遲尚芳，等.石墨爐直接進樣原子吸收法測定石腦油中的砷含量[J].石油化工，2012，41（7）：840-843.endprint