崔彥杰 李文娟 吳 冰

(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029)

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不同酸基體砷銻混合溶液對(duì)原子熒光光度計(jì)性能測(cè)試結(jié)果的影響*

崔彥杰 李文娟 吳 冰

(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029)

原子熒光光度計(jì)檢定規(guī)程推薦使用10%HCl基體砷銻混合溶液對(duì)設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試，但鹽酸雜質(zhì)含量較高，空白本底高，從而影響測(cè)試結(jié)果。本工作分別對(duì)10%鹽酸和5%硝酸+1%鹽酸兩種不同酸基體中的雜質(zhì)含量進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明后者空白中雜質(zhì)含量明顯低于前者(半定量雜質(zhì)總計(jì)數(shù)分別為：3.9×108cps；4.0×105cps)。在此基礎(chǔ)上分別采用兩種酸基體溶液在相同測(cè)量條件下對(duì)原子熒光光度計(jì)進(jìn)行計(jì)量性能測(cè)試，10%鹽酸和5%硝酸+1%鹽酸基體溶液的主要測(cè)試指標(biāo)分別為：檢出限(砷：0.05,0.03；銻：0.05,0.03)ng；測(cè)量重復(fù)性(砷：0.8,0.8；銻：1.0,0.8)%，測(cè)試結(jié)果表明后者優(yōu)于前者，更適用于原子熒光光度計(jì)計(jì)量性能測(cè)試。

砷銻混合溶液；原子熒光光度計(jì)(AFS)；性能測(cè)試

0 引言

蒸氣發(fā)生-原子熒光光譜法(VG-AFS)是原子熒光光譜法中的一個(gè)重要分支，也是目前最具有實(shí)用價(jià)值的原子熒光光譜分析方法和唯一可形成商品化的原子熒光光譜儀[1]。由于其對(duì)測(cè)定易于形成氣態(tài)氫化物的元素具有較高靈敏度，在測(cè)定砷、銻、鉍、汞、鉛等組分時(shí)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，使該儀器得以廣泛應(yīng)用于環(huán)境、衛(wèi)生、地礦和食品等多領(lǐng)域的上述元素檢測(cè)中[2-7]。近幾年除原有領(lǐng)域外，更作為最終檢測(cè)設(shè)備與離子色譜[8]、液相色譜[9]、低溫等離子體[10]等設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)使用，大大拓展了其使用領(lǐng)域。隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，為了保證檢測(cè)量值傳遞的準(zhǔn)確可靠，1998年頒布了JJG 939—1998《非色散原子熒光光度計(jì)》檢定規(guī)程，從此對(duì)該類儀器的性能測(cè)試有了規(guī)范性的統(tǒng)一要求，該規(guī)程于2009年進(jìn)行了修訂[11]。

在所有易于形成氣態(tài)氫化物及氣態(tài)組分的元素中，砷、銻兩元素的檢測(cè)條件最為接近，因而雙道及多道原子熒光光度計(jì)檢定采用砷、銻混合溶液進(jìn)行雙道計(jì)量性能測(cè)試。由于銻元素具有易水解、易吸附等特性，需較高酸度的鹽酸基體作為存貯介質(zhì)，在JJG 939—2009計(jì)量檢定規(guī)程中也明確規(guī)定了將砷、銻混合系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液配制于10%HCl基體中。但是，在日常使用中發(fā)現(xiàn)，即使使用較高級(jí)別的鹽酸試劑，也存在雜質(zhì)較多，本底空白高等問(wèn)題，在進(jìn)行檢出限測(cè)量時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大影響。為此，我們?cè)诒竟ぷ髦校凑找?guī)程規(guī)定的10%HCl基體配制砷、銻混合系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液外，還選取了以5%HNO3+1%HCl為基體配制砷、銻混合系列標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液。在相同測(cè)量條件下用此兩種不同酸基體標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)儀器性能進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；同時(shí)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)對(duì)兩種酸基體空白的雜質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，硝酸主基體溶液的雜質(zhì)含量總計(jì)數(shù)為4.0×105cps，其中砷、銻兩元素計(jì)數(shù)均為零，鹽酸基體溶液的雜質(zhì)含量總計(jì)數(shù)為3.9×108cps，其中砷計(jì)數(shù)率為：733cps；銻計(jì)數(shù)率為：594cps。結(jié)果表明硝酸基體空白明顯優(yōu)于鹽酸基體空白。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器裝置與試劑

1)AFS-9130型原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器有限公司)；XS204型天平(瑞士梅特勒公司)；PE 300D型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)PE公司)；Milli-Q INTEGRAL 5型純水機(jī)(Millipore)。

2)砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)，編號(hào)：GBW(E)080117；銻標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)，編號(hào)：GBW(E)080545；BVⅢ級(jí)鹽酸、BVⅢ級(jí)硝酸(北京化學(xué)試劑研究所)；分析純硫脲、分析純硼氫化鉀(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；分析純氫氧化鈉(北京化工廠)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 配制標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別采用10%HCl及5%HNO3+1%HCl為基體配制砷、銻濃度為(0,1.0,5.0,10,20)ng/mL的系列混合溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 配制載流及還原劑

用量筒準(zhǔn)確移取BVⅢ鹽酸30mL溶于1L超純水中，搖勻，配制完成體積比3%載流。準(zhǔn)確稱取5g氫氧化鈉溶于1L超純水中，搖勻后準(zhǔn)確稱取10g硼氫化鉀溶于此溶液，搖勻，還原劑配制完成。

1.2.3 儀器測(cè)量條件

原子熒光光度計(jì)開(kāi)機(jī)后充分預(yù)熱， 調(diào)整燈位置及爐高，用10ng/mL點(diǎn)混合溶液調(diào)整儀器表1內(nèi)容的相關(guān)參數(shù)，使靈敏度達(dá)到合適測(cè)量范圍。調(diào)整后參數(shù)數(shù)值參照表1，在相同測(cè)量條件下，采用相同的載流及還原劑，用兩種不同酸基體溶液對(duì)原子熒光光度計(jì)進(jìn)行性能測(cè)試。

表1 原子熒光測(cè)量條件

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀開(kāi)機(jī)充分預(yù)熱后，用調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧，完成后儀器的主要條件設(shè)置參見(jiàn)表2。在此測(cè)量條件下，采用半定量的分析方法對(duì)兩種酸基體空白進(jìn)行雜質(zhì)分析。其中采樣錐及截取錐材質(zhì)均為鎳錐，使用全氟烷氧基樹(shù)脂(PFA)霧化器。

表2 ICP-MS主要測(cè)量條件

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 ICP-MS測(cè)定空白結(jié)果

采用ICP-MS法對(duì)兩種不同酸基體空白中的雜質(zhì)進(jìn)行半定量分析測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 兩種不同酸基體ICP-MS半定量測(cè)定結(jié)果

續(xù)表

由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在進(jìn)行雜質(zhì)半定量測(cè)量時(shí)，5%HNO3+1%HCl基體雜質(zhì)含量明顯小于10%HCl基體空白，特別是砷(As)、銻(Sb)兩元素，硝酸基體空白中均無(wú)相應(yīng)計(jì)數(shù)顯示，而鹽酸基體空白中均有明顯計(jì)數(shù)。

2.2 10%HCl基體與5%HNO3+1%HCl基體砷銻混合溶液性能測(cè)試結(jié)果分析

分別用10%HCl基體與5%HNO3+1%HCl基體砷銻混合溶液對(duì)同一臺(tái)原子熒光光度計(jì)在相同試驗(yàn)條件下進(jìn)行性能測(cè)試，部分主要性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4，測(cè)量線性及靈敏度見(jiàn)圖1～圖4。

表4 10%HCl基體與5%HNO3+1%HCl基體砷銻混合溶液性能測(cè)試結(jié)果

圖1 10%HCL As線性及靈敏度

圖2 10%HCL Sb線性及靈敏度

圖3 5%HNO3+1%HCl As線性及靈敏度

圖4 5%HNO3+1%HCl Sb線性及靈敏度

對(duì)照測(cè)試結(jié)果表格以及測(cè)量線性及靈敏度擬合圖可以看出，兩種不同酸基體溶液在相同試驗(yàn)條件下具有相似的靈敏度，其測(cè)量重復(fù)性及測(cè)量線性的檢測(cè)結(jié)果均比較相近。但是，由于5%HNO3+1%HCL基體空白中雜質(zhì)含量明顯較少于10%HCl基體空白，因而兩種基體溶液的檢出限測(cè)量結(jié)果具有明顯差異，5%HNO3+1%HCL基體溶液的檢出限結(jié)果明顯優(yōu)于10%HCl基體溶液。

3 結(jié)論

采用5%HNO3+1%HCl基體砷銻混合溶液與規(guī)程規(guī)定的10%HCl基體砷銻混合溶液相比在測(cè)量重復(fù)性、測(cè)量線性等性能測(cè)試上均能得到相近的測(cè)量結(jié)果，且在相同測(cè)量條件下具有相似靈敏度，然而， 前者具有空白低的優(yōu)勢(shì)， 能得到更好的檢出限測(cè)量結(jié)果。因此，對(duì)原子熒光光度計(jì)性能檢測(cè)而言5%HNO3+1%HCl基體砷銻混合溶液具有更好的應(yīng)用前景，同時(shí)也能得到更好的計(jì)量檢測(cè)結(jié)果，提高法定計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

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*課題項(xiàng)目：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局技改技裝項(xiàng)目(21-AJG1412)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.08.03