梁志斌
(郴州高鑫材料有限公司,湖南 郴州 423000)
貴金屬是熱和電的導(dǎo)體,具有高溫穩(wěn)定性、抗化學(xué)腐蝕、抗氧化性和低膨脹系數(shù)[2]等性能,因此被廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、石油化工、冶金、國防等工業(yè)領(lǐng)域中。銥是一種重要的貴重金屬元素,我國銥元素的天然儲(chǔ)存量較小,主要依賴國際市場和貴金屬二次資源的回收利用,而市面上銥的價(jià)格昂貴,因此對(duì)銥進(jìn)行精確測定與分析就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。
傳統(tǒng)上貴金屬元素的分析多采用電流滴定法、重量法、光度法、極譜法、伏安法、原子吸收光譜法等,這些方法準(zhǔn)確可靠,適用于組成和成分簡單的物料分析,但操作繁瑣、工作量大、所用化學(xué)試劑較多,給安全生產(chǎn)和環(huán)保帶來一定風(fēng)險(xiǎn),由于電感耦合等離子發(fā)射光譜法具有靈敏度高、標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍廣、精密度高、重現(xiàn)性好、高效穩(wěn)定、干擾少、可連續(xù)快速多元素檢測等優(yōu)點(diǎn),近年來在貴金屬分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并且逐漸成為測定金屬元素的首選方法[4]。
本文利用氧化鋁載銥ICP-OES法測定銥的含量,并探討了基體干擾、分析線選擇及標(biāo)準(zhǔn)曲線制作等方面的內(nèi)容。
Optima8000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。
工作條件:射頻功率1300瓦,等離子體氣體流量15L/min,輔助氣0.2L/min,霧化器0.55L/min,泵速1.5mL/min,徑向觀測,觀測高度為10mm,儀器穩(wěn)定延時(shí)15s,進(jìn)樣延時(shí)30s,預(yù)熱時(shí)間均為30min,積分時(shí)間5s,積分2次取平均值。
分析天平Sartories(賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司),精確至0.0001g。
過氧化鈉(分析純)。
三氯化鋁(分析純)。
雙氧水(分析純)。
氯化鈉(分析純)。
鹽酸(分析純)ρ=1.19g/mL。
氬氣≥99.99%。
水為二次去離子水。
銥標(biāo)準(zhǔn)溶液,國家鋼鐵研究院提供,1000ug/ml。
銥標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:準(zhǔn)確吸取銥標(biāo)溶液準(zhǔn)10ml入100ml容量瓶中,加入5ml鹽酸,以水定容,搖勻備用。此溶液每毫升含銥100ug。
1.3.1 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取2.0000g(精準(zhǔn)0.0001g)氧化鋁載銥樣品于20mL剛玉坩堝中,加入3g過氧化鈉,放入750℃馬弗爐中熔融20min,期間不斷搖動(dòng)剛玉坩堝,取出,冷卻后將坩堝放入裝有120mL(1+1)鹽酸500mL燒杯中,使用水和(1+1)鹽酸交替洗盡坩堝,放入電熱板低溫煮至溶液清亮,間隙滴加雙氧水不斷氧化20min,冷卻后,移入500mL容量瓶中,水定容搖勻。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
分別稱取6份6g三氯化鋁和5g氯化鈉于200mL燒杯中,加入少量水溶解,再加入5mL鹽酸。準(zhǔn)確移取0、0.5mL、1.00mL、5.00mL、10.00mL由銥標(biāo)準(zhǔn)液1000ug/ml制備的銥標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(100ug/mL)于6個(gè)100mL容量瓶中,加入等量溶解的鈉基體、鋁基體溶液,用水稀釋至刻度線,搖勻,該標(biāo)準(zhǔn)溶液中銥的質(zhì)量溶度為0,0.50 mg/L,1.0mg/L,2.0mg/L,5.0mg/L,10.0mg/L。
由于樣品中含有大量的鋁,剛玉坩堝中熔融過程中引進(jìn)的鋁及加入過氧化鈉試劑均可能干擾銥的測定。
實(shí)驗(yàn)分別配制:①不做基體匹配,②僅做鋁(10mg/L)基體匹配,③僅做鈉(10mg/L)基體匹配,④做鋁,鈉基體匹配,將以上四組基體匹配的標(biāo)準(zhǔn)溶液按儀器設(shè)定條件進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。本文采用基體匹配法,即在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入與試劑和樣品中鋁、鈉量相當(dāng)?shù)娜然X和氯化鈉,從而消除基體效應(yīng)的影響。
由于銥與其他一些貴金屬元素的原子結(jié)構(gòu)相似,化學(xué)性質(zhì)相近,因此選擇合適的銥分析譜線是避免光譜干擾,保證測試準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。
儀器軟件自動(dòng)譜線有212.681、215.568、224.268、205.222、208.882、237.237、238.162等。
通過標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品溶液分析,標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)均可達(dá)到0.9995以上,但在測定樣品要綜合考察元素分析線的峰值,背景干擾,基體效應(yīng)和檢出限等情況,Ir224.268nm波長干擾少,信噪比、靈敏度高,發(fā)射強(qiáng)度穩(wěn)定,背景低,因此選擇Ir224.268nm作為分析譜線。
按照實(shí)驗(yàn)方法測定三氧化二鋁載銥樣品中的銥,進(jìn)行準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)并與硫酸亞鐵電流滴定法(GB/T15072.6-2008)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%,結(jié)果與電流滴定法相吻合。見表1。
表1 三氧化二鋁載體樣本
為考察方法的穩(wěn)定性進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),加入5~15ug銥標(biāo)準(zhǔn)溶液于樣品溶液中,按實(shí)驗(yàn)步驟測定溶液中的銥含量,計(jì)算加標(biāo)回收率,結(jié)果見表2。
表2 實(shí)驗(yàn)步驟測定溶液中的銥含量分析
由表可知,該方法的加標(biāo)回收率為99.34%~102.08%。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確,分析快速,方便,能夠滿足氧化鋁載銥中的銥量的測定。