電感耦合等離子發(fā)射光譜儀分析譜線(xiàn)選擇及確定

劉星，宋紅艷

（中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀工作原理是：使用耦合感應(yīng)等離子激勵(lì)，受激勵(lì)的原子和離子發(fā)出元素特征的譜線(xiàn)，所發(fā)出的射線(xiàn)在光學(xué)系統(tǒng)中被分解為它的光譜分量，其強(qiáng)度用半導(dǎo)體檢測(cè)器（CCD）進(jìn)行測(cè)量[1-5]。而每個(gè)元素的分析譜線(xiàn)對(duì)各元素有不同的影響，因元素所在波段背景不同，帶來(lái)的背景波動(dòng)就會(huì)不同，而且不同的波段分析譜線(xiàn)各元素之間的影響業(yè)會(huì)有所不同，對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性及精密度都會(huì)帶來(lái)很大的影響，因此選擇合適分析譜線(xiàn)有非常重要意義[6-9]。現(xiàn)用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ARCOSFHS12型號(hào)）測(cè)定油中硅元素為例，通過(guò)選擇不同波段進(jìn)行硅含量檢測(cè)分析，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)行了多項(xiàng)元素對(duì)分析元素的光譜干擾研究，選擇合理優(yōu)質(zhì)的分析譜線(xiàn)，能夠讓方法更準(zhǔn)確，精密度更高,檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確[10-12]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 設(shè)備

儀器名稱(chēng)：SPECTRO ARCOS

型號(hào)：FHX12

類(lèi)型：76004553

1.2 儀器工作條件（見(jiàn)表1）

表1 儀器工作條件

1.3 儀器推薦Si的譜線(xiàn)

波長(zhǎng) 251.612nm 波長(zhǎng)288.158nm

波長(zhǎng) 152.672nm 波長(zhǎng)212.412nm

1.4 主要試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

標(biāo)準(zhǔn)油是A division of SCP SCIENCE/une division de SCP SCIENCE提供的500ppm含21元素的標(biāo)油。準(zhǔn)確稱(chēng)取標(biāo)油，用白油調(diào)制粘度，再用稀釋劑，配制一系列標(biāo)油。試驗(yàn)所用白油和稀釋劑均為優(yōu)級(jí)空白油。分別配成0.000μg/g、1.874μg/g、3.998μg/g、7.184μg/g一系列標(biāo)油。

1.5 檢測(cè)數(shù)據(jù)

表2 288.158nm波長(zhǎng)段檢測(cè)數(shù)據(jù)

表3 251.612nm波長(zhǎng)段檢測(cè)數(shù)據(jù)

表4 152.67nm2波長(zhǎng)段檢測(cè)數(shù)據(jù)

表5 212.412nm波長(zhǎng)段檢測(cè)數(shù)據(jù)

2 分析與討論

在不同波長(zhǎng)段，分別對(duì)以上系列標(biāo)油進(jìn)行掃描，在進(jìn)行背景扣除和譜峰設(shè)定后，獲得一系列數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)在不同波長(zhǎng)段，影響元素各不相同，強(qiáng)度值也大小不一，結(jié)果也有不同的變化（見(jiàn)表6）。

表6 精密度與準(zhǔn)確度

在288.158nm波長(zhǎng)段，Si的強(qiáng)度值為8000，影響較大的鈉離子（Ⅱ）在波長(zhǎng)288.115nm時(shí)，強(qiáng)度值為3600，銥離子（Ⅰ）在波長(zhǎng)288.264處，其強(qiáng)度值為3240，鈮離子（Ⅱ）在波長(zhǎng)28.318段，強(qiáng)度值為2140，其次鋁離子（Ⅱ）在288.145波長(zhǎng)時(shí)的強(qiáng)度值為2000，油中鈮和銥元素存在幾率很小，對(duì)硅的檢測(cè)不會(huì)帶來(lái)影響，相對(duì)硅強(qiáng)度值8000，其它元素的強(qiáng)度值基本低于1000以下，都不會(huì)帶來(lái)較大干擾。在該波長(zhǎng)段檢出線(xiàn)為0.00242 mg/L，曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.0797mg/L，背景等效濃度為0.549mg/L，相關(guān)系數(shù)為0.99999%。

在251.612波長(zhǎng)段，硅的強(qiáng)度值為2000，在251.546波長(zhǎng)段，鈉的強(qiáng)度值為2400，251.810波長(zhǎng)段，鐵的強(qiáng)度值為3200，帶來(lái)一定干擾。在此波長(zhǎng)段的背景等效濃度為0.418mg/L，曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0876 mg/L，與波長(zhǎng)288.158比較標(biāo)準(zhǔn)偏差偏大。

在152.672波長(zhǎng)段，硅的強(qiáng)度值為2000，在152.486波長(zhǎng)段銅的強(qiáng)度值為800，碘的強(qiáng)度值為18000，Cl的強(qiáng)度值為2000，影響較大。在此波長(zhǎng)段的背景等效濃度為6.25mg/L，曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0637。背景等效濃度較大，對(duì)檢測(cè)分析結(jié)果影響就會(huì)較大，不宜選擇該波長(zhǎng)

在波長(zhǎng)212.412段，硅的強(qiáng)度值為400，在212.298波長(zhǎng)段銅的強(qiáng)度值為1300，212.274波長(zhǎng)段鋅的強(qiáng)度值為145，硫在212.462波長(zhǎng)段的強(qiáng)度值為111，當(dāng)銅含量偏高時(shí)，在該波長(zhǎng)段檢測(cè)硅含量，會(huì)有一定的影響。在此波長(zhǎng)段的背景等效濃為0.63mg/L，曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏為差0.102mg/L，大于288.158波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

3 結(jié)論

在進(jìn)行油中雜質(zhì)硅的測(cè)定時(shí)，從以上數(shù)據(jù)可以看出，分析譜線(xiàn)波長(zhǎng)對(duì)測(cè)量結(jié)果有巨大的影響。測(cè)定元素所在波長(zhǎng)干擾元素強(qiáng)度值太大，對(duì)測(cè)量結(jié)果有顯著的影響；而本身元素強(qiáng)度值太小，發(fā)射出來(lái)的特征譜線(xiàn)就會(huì)弱，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有影響；選擇自身強(qiáng)度值大、而且干擾元素強(qiáng)度值較小的優(yōu)質(zhì)波長(zhǎng)，才能檢測(cè)出準(zhǔn)確的結(jié)果。綜上所述，從測(cè)量結(jié)果與配制標(biāo)油含量的再現(xiàn)性、重復(fù)性來(lái)看，波長(zhǎng)288.158段，精密度和準(zhǔn)確性是最好的，只有在精密度比較高的前提下，才能保證分析結(jié)果的可靠性；而且結(jié)果的準(zhǔn)確度也是最好的，其測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性及再現(xiàn)性能滿(mǎn)足GB/T17476-1998標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性及再現(xiàn)性范圍。288.158譜線(xiàn)是檢測(cè)硅含量最佳譜線(xiàn)。因此在選擇分析譜線(xiàn)時(shí)，應(yīng)綜合考慮其它元素帶來(lái)的干擾因素及特征譜線(xiàn)強(qiáng)度值，才能使其曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差、背景等效濃度為、相關(guān)系數(shù)為達(dá)到最佳狀態(tài)，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。