司騰飛

(多氟多新材料股份有限公司 ， 河南 焦作 454591)

無(wú)水氫氟酸是氟化學(xué)工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料，在國(guó)防和民用工業(yè)有廣泛的用途。氫氟酸可以生產(chǎn)氟制冷劑、含氟聚合物和含氟醫(yī)藥，用它生產(chǎn)的氟化鋁和冰晶石是煉鋁工業(yè)必不可少的助劑。常規(guī)化學(xué)分析法分析無(wú)水氫氟酸中鐵元素含量時(shí)，采用分光光度法,該方法耗時(shí)約2 h，用到的化學(xué)試劑較多，對(duì)人力、物力以及財(cái)力均有較多要求，亟待更換更為科學(xué)合理、省時(shí)省力的方法。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法具有快速、簡(jiǎn)便、操作性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好等特點(diǎn)，因此采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行無(wú)水氫氟酸中鐵元素的測(cè)量[1-3]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

PE Optima 7000 DV；鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，10 mg/kg，PE公司提供。無(wú)水氫氟酸，多氟多新材料股份有限公司。試劑均為色譜純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水，電阻率>18.2×104Ω·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(shí)間，20 s；延遲時(shí)間，20 s。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1硝解

稱取1.0 g左右樣品(精確到0.000 2 g)于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中，加入13 mL硝酸(體積比1∶1)，之后用超純水準(zhǔn)確定量到100 g(精確到0.000 2 g)，搖勻待測(cè)。

1.3.2空白實(shí)驗(yàn)

稱取13 mL硝酸(體積比1∶1)，用超純水準(zhǔn)確定量到100 g (精確到0.000 2 g)，搖勻?yàn)樵噭┛瞻兹芤骸?/p>

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 (精確到0.000 2 g)鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液于150 mL干凈的聚四氟乙烯瓶中，加入13 mL 1∶1 (體積比) 硝酸，之后用超純水準(zhǔn)確定量到100 g(精確到0.000 2 g)，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列為0、0.004、0.02、0.1、0.5 mg/kg。

1.3.4測(cè)試

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

2 結(jié)果與討論

2.1 待測(cè)波長(zhǎng)和觀測(cè)位選擇

將鐵元素在推薦波長(zhǎng)下分別采用軸向、徑向、軸向衰減和徑向衰減4種觀測(cè)位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后再將標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)作樣品溶液進(jìn)行復(fù)測(cè)來(lái)初步篩選合適的波長(zhǎng)和觀測(cè)位。結(jié)果見(jiàn)表1～4。

表1 鐵元素軸向觀測(cè)位4個(gè)濃度復(fù)測(cè)值和相關(guān)系數(shù)

表2 鐵元素徑向觀測(cè)位4個(gè)濃度復(fù)測(cè)值和相關(guān)系數(shù)

表3 鐵元素軸向衰減觀測(cè)位4個(gè)濃度復(fù)測(cè)值和相關(guān)系數(shù)

表4 鐵元素徑向衰減觀測(cè)位4個(gè)濃度復(fù)測(cè)值和相關(guān)系數(shù)

鐵元素在238.204、239.562、259.939 nm波長(zhǎng)下，軸向和徑向觀測(cè)位的測(cè)量值都與標(biāo)準(zhǔn)值一致，并且相關(guān)系數(shù)在0.999 996～0.999 999，因此選擇這3個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)觀測(cè)位進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。

2.2 樣品加標(biāo)回收率

將初步篩選的波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的觀測(cè)位進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，通過(guò)加標(biāo)回收率的值來(lái)篩選最適合的波長(zhǎng)和相應(yīng)的觀測(cè)位。Fe元素加標(biāo)回收率結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 樣品回收率實(shí)驗(yàn)

鐵元素在軸向觀測(cè)位徑向觀測(cè)位的加標(biāo)回收率均滿足要求，軸向的加標(biāo)回收率數(shù)值98.75%為最優(yōu)選擇。因此選擇這238.204、239.562 nm波長(zhǎng)下軸向觀測(cè)位來(lái)進(jìn)行背景相當(dāng)濃度和檢出限測(cè)定。

2.3 方法背景相當(dāng)濃度值、檢出限測(cè)定

對(duì)空白溶液連續(xù)測(cè)定20 次，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對(duì)應(yīng)的濃度為Fe元素的檢出限，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 背景相當(dāng)濃度值及檢出限

兩個(gè)波長(zhǎng)在軸向觀測(cè)位下的檢出限在0.216～0.222 μg/kg，符合儀器和方法性能要求。

2.4 樣品精密度實(shí)驗(yàn)

對(duì)樣品Fe元素連續(xù)測(cè)定10次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 樣品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

同一樣品分別使用兩個(gè)波長(zhǎng)在軸向觀測(cè)位下的測(cè)試值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不同。

3 結(jié)論

本文對(duì)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀應(yīng)用于無(wú)水氫氟酸中的鐵元素含量測(cè)定進(jìn)行了研究。經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液復(fù)測(cè)、加標(biāo)回收率測(cè)定、背景相當(dāng)濃度值測(cè)定、檢出限測(cè)定和精密度實(shí)驗(yàn)后，最佳測(cè)試條件為238.204 nm波長(zhǎng)下軸向觀測(cè)位進(jìn)行測(cè)定。該方法的檢出限為0.216 μg/L，加標(biāo)回收率為98.83%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.31%，該方法準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速、可靠，具有很強(qiáng)的推廣意義。