ICP-AES法測定NCS催化劑烴溶液中釹含量

(中國石油獨山子石化公司研究院分析測試中心，獨山子833699)

1 前言

NCS催化劑烴溶液中的釹是一種活性金屬，是橡膠工藝生產(chǎn)中重要的控制參數(shù),但是傳統(tǒng)的方法是用重量分析法—草酸鹽沉淀法來測定其中的釹含量，沉淀物經(jīng)烘干灼燒 ，最后恒重[1]，要經(jīng)過較多步驟，分析時間較長，對工藝生產(chǎn)的中間控制環(huán)節(jié)要求的快速準確就有點不適宜。電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP-AES)法有線性范圍寬、基體效應(yīng)小、檢出限低、靈敏度高、快速、簡便等特點[2]，因此本實驗探討了采用電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP-AES)法取代草酸鹽沉淀法來測定NCS催化劑烴溶液中的釹，效果比較好，縮短了分析時間，及時為生產(chǎn)工藝提供了準確的參考數(shù)據(jù)。

2 實驗部分

2.1 儀器和工作條件

IRIS ERAdvantange等離子原子發(fā)射光譜儀及數(shù)據(jù)處理工作站(美國熱電)。

工作條件：入射功率1350W；釹分析線430.358nm；測定10次數(shù)；冷卻氣流量15L/min；

輔助氣流量和載氣流量1.2L/min；樣品進樣量1.1 mL/min。

2.2 試劑與樣品

濃鹽酸：優(yōu)級純；正己烷：分析純；二級水。

釹標(biāo)準溶液；1000.0μg/mL,(中國石油化工科學(xué)研究院生產(chǎn))分別稀釋成1.0μg /mL、10.0μg/mL和100.0μg/mL標(biāo)準溶液。

樣品：NCS配合物懸濁液，是一種橡膠催化劑化合物烴溶液。

2.3 實驗方法

100mL的錐形瓶中加入10mL干燥的正己烷，用注射器抽取一定體積的試樣并稱重，記錄試樣的質(zhì)量，精確到0.0001g，將樣品注入到錐形瓶內(nèi)的正己烷中，用量筒量取10mL二級水緩慢加入錐形瓶中，旋轉(zhuǎn)搖勻后，以滴定的方式加入5mL濃鹽酸，邊滴定邊旋轉(zhuǎn)搖晃。將錐形瓶內(nèi)的混合液移入分液漏斗中，然后加5mL正己烷沖洗錐形瓶3次，再加5mL二級水沖洗錐形瓶3次，將分液漏斗中的混合液劇烈搖晃至少3min，靜止分層，用原來的錐形瓶收集水層，再向分液漏斗中加入20mL二級水，緩慢搖晃至3min沖洗萃取，然后水層繼續(xù)收集到原來的錐形瓶，將分液漏斗中的有機層倒掉后，把錐形瓶收集到的水層倒回到在分液漏斗中，然后再先后用5mL正己烷和5ml二級水沖洗錐形瓶各3次，沖洗液均倒入分液漏斗中，再加20mL正己烷，劇烈搖晃3min，靜止分層，用1000mL容量瓶收集水層，將有機層倒入廢油桶中，向容量瓶中加二級水定容至1000mL。用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定釹含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析譜線的選擇

在儀器方法軟件中初步建立方法，選出譜線，釹在401.225 nm、406.109 nm、410.946 nm、430.358 nm波長處，用該方法對配制好的 1.0、10.0、100.0μg/mL 3個濃度的標(biāo)準溶液進行測定，制作成3條譜線的工作曲線。并對3個處理好的樣品溶液進行測定。相關(guān)系數(shù)和測定結(jié)果見表1。

表1 相關(guān)系數(shù)和測定結(jié)果 μg/mL

從工作曲線的相關(guān)系數(shù)和樣品測定值可以看出譜線430.358 nm比較好。

3.2 基體鋁元素的影響

NCS催化劑烴溶液中的基體元素為鋁，無其它共存元素，所以在方法中添加鋁元素測定，譜線為309.271 nm波長處。配制分別含有濃度為1.0μg/mL鋁和濃度為10.0μg/mL的鋁的釹溶液，釹濃度都為10.0μg/mL，用該方法對釹鋁混合溶液進行光譜掃描，不同鋁濃度下釹、鋁的譜線強度見表2。

表2 不同鋁濃度下釹、鋁的譜線強度見表

由表2可以看出基體鋁元素的含量對釹的譜線強度基本沒有影響，所以在制定標(biāo)準溶液時不用考慮基體鋁元素的影響。

3.3 樣品稱取量

采用ICP-AES法測定金屬時，需要注意的是不要將樣品測定溶液稀釋后測定，這樣會讓誤差按稀釋的倍數(shù)成倍增大；并且還要注意測定值必須在工作曲線的范圍內(nèi)，才是有效值。所以在稱取樣品時就必須考慮合適的稱取量，以確保樣品溶液中的釹離子濃度不超過工作曲線的最大值即100μg/mL，以釹含量60%的催化劑烴溶液為例，配制成1000mL樣品溶液，那么樣品的稱重不應(yīng)超過0.1667g。當(dāng)然樣品稱取量應(yīng)該是在滿足工作曲線測定要求的基礎(chǔ)上越大，測定結(jié)果越有代表性。

3.4 工作曲線，相關(guān)系數(shù)和檢出限

在上述工作基礎(chǔ)上，確定了工作曲線，并對空白溶液進行20次測定，計算出檢出限，工作曲線的相關(guān)參數(shù)見表3。

表3 工作曲線相關(guān)系數(shù)和檢出限

3.5 樣品分析

用已經(jīng)確定的ICP-AES法測定釹含量和草酸鹽沉淀方法對10個樣品分析，每個樣品ICP-AES法測定10次，其相對偏差和對比數(shù)據(jù)見表4。用ICP-AES釹測定方法和草酸鹽沉淀方法測定NCS催化劑化合物烴溶液樣品，對比數(shù)據(jù)兩者一致；10組ICP-AES法測定值相對標(biāo)準偏差小于2.0%。

表4 ICP-AES法和草酸鹽沉淀法對比數(shù)據(jù)和相對偏差

4 結(jié)論

實驗確定了ICP-AES法測釹的條件：測定譜線為430.358 nm；基體鋁元素對釹的測定譜線沒有干擾；樣品稱取量不應(yīng)超過0.1667g；檢出限為0.033μg/mL。該方法克服了草酸鹽沉淀法的步驟繁瑣，分析時間較長的缺點，滿足了生產(chǎn)工藝中間控制的及時準確的要求，尤其對裝置開工時，尋找合適的催化劑濃度時幫助很大。

[1]劉珍.化驗員讀本-化學(xué)分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003：279-289.

[2]邱德仁.原子光譜分析[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社.2002：210-219.