ICP-OES法對氟化鋰中微量元素測定方法的初步研究

司騰飛

(多氟多新材料股份有限公司,河南 焦作 454591)

氟化鋰具有廣泛的用途,可以作為金屬焊接助熔劑使用,用于制造分光光度計和X衍射單色儀的棱鏡,還用于鋰離子電池電解液物質(zhì)六氟磷酸鋰的制備。目前,氟化鋰中微量金屬元素的測定主要采用原子吸收光譜法,相比ICP-OES具有檢出限低、線性范圍寬,能同時測定多種元素等優(yōu)點。通過測定條件及工作參數(shù)進行選擇,開發(fā)了ICP-OES快速測定氟化鋰中微量金屬元素的分析方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器:PE Optima 7000 DV。試劑:鈉、鎂、鉀、鈣、鐵混標(biāo)溶液,10 mg/kg,PE公司。試劑:氟化鋰,多氟多新材料股份有限公司實驗車間。試劑為色譜純,實驗用水為超純水(電阻率>18.0×104Ω·m)。

1.2 儀器工作條件

等離子體功率1 300 W,冷卻氣流量15 L/min,輔助氣流量0.2 L/min,霧化氣流量0.8 L/min,溶液提升量1.5 L/min,沖洗時間20 s,延遲時間20 s。

1.3 實驗步驟

1.3.1硝解

稱取約1.000 0 g樣品于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中,加入16.666 7 g(1+1)硝酸,之后用超純水準(zhǔn)確定量到100 g,搖勻待測。

1.3.2空白實驗

稱取16.666 7 g(1+1)硝酸,用超純水準(zhǔn)確定量到100 g,搖勻為試劑空白溶液。

1.3.3標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的制作

準(zhǔn)確稱取0、0.040 0、0.200 0、1.000 0、5.000 0 g混標(biāo)溶液(10 μg/g)于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中,加入16.6667 g(1+1)硝酸,之后用超純水準(zhǔn)確定量到100 g,搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列為0、0.004、0.02、0.1、0.5 μg/g。

1.3.4測試

在建立完成分析方法、選定分析元素波長后,分別把標(biāo)準(zhǔn)空白和標(biāo)準(zhǔn)溶液通過蠕動泵吸入矩管中。利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進行標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制,完成后進行樣品空白測定,而后進行樣品測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 待測波長和觀測位選擇

將鈉、鎂、鉀、鈣、鐵5個元素在推薦波長下分別采用軸向、徑向2種觀測位進行標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定,建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后將標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)作樣品溶液進行復(fù)測來初步篩選合適的波長和觀測位。

5種元素軸向觀測位濃度復(fù)測值和相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 元素軸向觀測位濃度復(fù)測值和相關(guān)系數(shù)

徑向觀測位濃度復(fù)測值和相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 徑向觀測位濃度復(fù)測值和相關(guān)系數(shù)

鈉元素在589.592 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值都比較接近,其相關(guān)系數(shù)分別為0.999 988和1.000 000,滿足線性要求。

鎂元素在280.271、279.553 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值都比較接近,其相關(guān)系數(shù)在0.999 997～1.000 000,滿足線性要求。

鉀元素在766.490 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值都比較接近,其相關(guān)系數(shù)為0.999 977和0.999 922,滿足線性要求。

鈣元素在315.887 nm波長下,軸向和徑向2個觀測位的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值都比較接近,其相關(guān)系數(shù)為0.999 994和0.999 998,滿足線性要求。

鐵元素在用軸向觀測位239.562、259.939、273.955 nm波長下,測量值與標(biāo)準(zhǔn)值都一致;用徑向觀測位時239.562 nm波長下測量值與標(biāo)準(zhǔn)值一致。其相關(guān)系數(shù)在0.999 997～0.999 999,滿足線性要求。

2.2 樣品加標(biāo)回收率

將初步篩選的波長和對應(yīng)的觀測位進行加標(biāo)回收率實驗,通過加標(biāo)回收率的值來篩選最適合的波長和相應(yīng)的觀測位。加標(biāo)回收率結(jié)果見表3。

表3 樣品加標(biāo)回收率實驗

將所測的加標(biāo)回收率進行比較,每個元素選取最優(yōu)的加標(biāo)回收率值,在98.47%～113.21%,符合加標(biāo)回收率要求,因此將這5種條件分別進行背景相當(dāng)濃度、檢出限和精密度實驗。

2.3 背景相當(dāng)濃度值、檢出限測定

對空白溶液連續(xù)測定20次,并計算標(biāo)準(zhǔn)偏差,以標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對應(yīng)的濃度為各元素的檢出限,結(jié)果見表4。

表4 背景相當(dāng)濃度值及檢出限

將5種條件進行背景相當(dāng)濃度(BEC)和檢出限測定,結(jié)果表明,檢出限在0.009～4.947 ng/g,BEC值在0.000 3～0.101 6 μg/g,均符合儀器和方法的要求。

2.4 樣品精密度實驗

對樣品連續(xù)測定10次,計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見表5。

將樣品進行精密度實驗,共測試10次,結(jié)果表明,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.46%～8.47%,說明儀器和方法的重復(fù)性較好。

3 結(jié)論

本方法采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對氟化鋰中微量鈉、鎂、鉀、鈣、鐵5種元素進行了測定。該方法準(zhǔn)確、簡便、快速、可靠。