電感耦合等離子體原子發射光譜法測定精煉劑中的鈉鉀鈣

霍 艷，姜 辰，李延珍，史丹丹

（航鑫材料科技有限公司，山東 龍口 265700）

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-oES）具有檢出限低、靈敏度高、精密度高等優點，被廣泛應用于環保[1]、食品[2]、化工[3]、材料[4]等行業。變形鋁及鋁合金用熔劑中各元素含量的檢測無相關檢測標準，且近年來未有報道。因此，準確測定變形鋁及鋁合金用熔劑中大中量元素鈉鉀鈣具有重要的意義。

目前，測定鈉鉀鈣的方法主要有火焰原子吸收光譜法（AAS）及電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-oES）[5，6]。其中AAS法測定鈉鉀鈣元素時，在測定過程中需加入電離抑制劑抑制電離干擾，該過程繁瑣且成本較高。ICP-oES 法具有雙向觀測方式，其中軸向觀測靈敏度高，可以觀測樣品溶液中含量較低的元素；徑向觀測靈敏度低，可以有效地獲得信號補償從而避免電離干擾。變形鋁及鋁合金用熔劑基體復雜，采用常規的外標法無法做到基體的準確匹配，從而無法準確檢測樣品中元素含量，而標準加入法[7，8]能夠有效消除基體效應的影響。

本文以變形鋁及鋁合金用熔劑精煉劑為研究對象，采用鹽硝混酸處理樣品，采用ICP-oES 標準加入法檢測精煉劑中的鈉鉀鈣元素，旨在為研究精煉劑中的大中量元素提供一種快速、準確的檢測方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

（1）電感耦合等離子體原子發射光譜儀（PE）。

（2）電子天平（METTLER）。

（3）超純水機（Millipore）。

（4）鈉、鉀、鈣標準溶液（1000μg/mL）。

（5）硝酸、鹽酸（優級純）。

（6）高純氬氣（純度>99.999%）。

1.2 儀器參數

優化儀器參數，見表1。

表1 儀器工作參數

1.3 分析方法

稱取0.5g 樣品置于250mL 聚四氟乙烯燒杯中，加入100mL鹽硝混酸（3：1：4），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入1000mL 的塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

分取4 份4mL 上述溶液于4 個100mL 塑料容量瓶中，分別補加10mL 鹽硝混酸（3：1：4），于其中3 個容量瓶中依次加入0.5mL、1.0mL、1.5mL 鈉標準溶液（1000μg/mL），0.2mL、0.4mL、0.6mL 鉀標準溶液（1000μg/mL），0.025mL、0.050mL、0.075mL鈣標準溶液（1000μg/mL），用水稀釋至刻度，混勻。各容量瓶中各元素濃度分別為：鈉5mg/L，10mg/L，15mg/L，鉀2mg/L，4mg/L，6mg/L，鈣0.25mg/L，0.50mg/L，0.75mg/L。

在選定的最佳工作條件下，采用ICP-oES 標準加入法進行鈉鉀鈣元素含量的同時測定。

2 結果與討論

2.1 溶解條件的選擇

ICP-oES 檢測中，常用的酸溶解方式有鹽酸、硝酸、鹽硝混酸。本實驗采用鹽硝混酸（3：1：4）溶解樣品，能夠較好地完成溶解。

2.2 分析線的選擇

選擇被測元素的分析線必須考慮其靈敏度、背景干擾等因素。本實驗經過綜合篩選，選定各元素分析線分別為Na589.592nm，K766.490nm，Ca317.933nm。各元素分析線譜圖見圖1。

2.3 觀測方向的選擇

ICP-oES 采用空氣切割尾焰，可進行軸向及徑向觀測方式。當元素濃度較高時，軸向模式響應強度遠高于徑向模式，軸向觀測容易導致強度飽和。徑向觀測可以有效地獲得信號補償從而避免電離干擾。因此，采用徑向觀測更適用于鈉鉀鈣元素的檢測。

2.4 線性范圍

在選定的最佳工作條件下，采用ICP-oES 標準加入法進行鈉鉀鈣元素含量的同時測定，線性相關系數均達到0.999 以上。各元素標準曲線見圖2。

2.5 精密度試驗

按本方法工作條件，對樣品進行11 次平行測定，結果顯示各元素的相對標準偏差范圍為1.01%～1.23%，表明本方法精密度良好。各元素精密度試驗數據見表2。

表2 精密度試驗

2.6 加標回收試驗

為了驗證分析結果的可靠性，應用本方法進行加標回收試驗。結果表明各元素回收率在99.1%～108.0%之間，表明本方法準確度良好。各元素加標回收試驗數據見表3。

3 結論

采用ICP-oES 標準加入法建立了同時測定精煉劑中鈉鉀鈣元素的方法，重點探討了溶解條件的選擇、分析線的選擇、觀測方向的選擇等問題，通過精密度、回收率試驗，證明該方法操作簡單、精密度高、準確度良好，能夠滿足精煉劑中鈉鉀鈣元素的測定要求。

表3 加標回收試驗