微波消解-原子熒光光譜法分析測定電池中汞

阮履婕

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局二總隊，貴州 六盤水 553004）

汞污染是世界主要污染之一，對環境和人體均不利。國家標準GB／T7112-1998規定經銷電池汞質量分數要小于0.0001%。［1］

原子熒光光譜法作為由我國科學家獨立自主研發出來的高效儀器分析方法，目前在科研領域中有廣泛的應用。和色譜技術（離子色譜或高效液相色譜）聯用更可以達到檢測無極汞、有機汞以及汞的不同形態的目的。不同于原子吸收光譜，光源與檢測器在一條直線上，原子熒光光譜為了避免光源發出的光影響檢測結果，光源和檢測器是在呈90°的兩條直線上。

待測原子的蒸汽受到特征波長的電磁波激發，部分自由電子躍遷到較高能級，并在約10-8s之內返回低能態，從而發射出特征的原子熒光光譜。

本實驗通過原子熒光光譜法，根據測出的標準曲線對電池中的汞含量進行測定，并就燈電流強度條件進行了優化選擇。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器

AF2-2202a行雙道原子熒光光度計（北京），配計算機處理系統及汞空心陰極燈；25mL比色管；

1.2 實驗試劑

汞標準使用液（0.01μg／mL）；1% NaBH4溶液；5% HNO3溶液；500mL樣品液；純氬氣；全部由實驗室統一提供。實驗用水為經過離子柱凈化的超純水。

1.3 儀器條件

光電倍增管負高壓：300V；原子化器溫度：200℃；原子化器高度：8mm；燈電流：10mA；載氣流量：4mL／min；屏蔽氣流量：1000mL／min。

1.4 汞標準曲線配制

分別取 0.01μg／mL汞標準使用液 1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于25mL比色管中，用5% HNO3稀釋至刻度線。 得 0.4μg／L、0.6μg／L、0.8μg／L、1.0μg／L汞標準溶液。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

儀器預熱后，由稀到濃測定標準溶液的熒光強度（表1，圖1）。每次測量時，吸管中殘留上一次的測量溶液，因此每組第一個數據偏小或變化不大，應將其舍去。通入載氣氬氣，可與氫氣作用產生氬氫焰，也可稀釋原子化器中的原子濃度，減少熒光猝滅的發生。［2］

表1 標準溶液的熒光強度Tab.1 Fluorescence Intensity of Standard Solution

圖1 汞濃度-熒光強度擬合曲線

圖1中擬合曲線的R2＝0.98909。質量濃度為0.6μg／L的標準溶液測出的熒光強度偏離較大，為異常點。剔除后可得圖2。

圖2 剔除異常點后的汞濃度-熒光強度曲線

圖2中的 R2＝0.99998，汞質量濃度在0～1.0μg／L范圍內線性程度大大提高，得到標準曲線方程（1）。

2.2 樣品測量

電池樣品的質量為0.4523g，其熒光強度的有效平均值為101.3，見表2。根據方程（1）插值，可知樣品汞質量濃度為 0.597μg／L，即 0.66mg／kg。

表2 樣品檢測結果Tab.2 the Result of Sample Detection

2.3 燈電流強度優化

將燈電流分別設置為10、8、5、3mA，對同一樣品進行測量，結果見圖3。

圖3 燈電流強度-熒光強度曲線

空白熒光強度對燈電流的R2為0.991，熒光強度對燈電流的R2為0.996，可見熒光強度與燈電流呈線性正比關系。

3 結論

實驗表明，電池樣品液中汞濃度為0.66mg／kg，且發射出的熒光強度與汞濃度和燈電流呈較好的線性正比關系，但當為8mA時，熒光強度的增長有所下降，而其余三點較好地在一條直線上，而選擇燈電流為10mA時，測量結果數值偏大，噪聲或本底值偏大，因此燈電流以5mA為宜。