張馨予，王勁榕

(昆明冶金研究院，云南 昆明 650031)

氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定純鋁中的痕量汞*

張馨予，王勁榕

(昆明冶金研究院，云南 昆明 650031)

應用氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定純鋁中的痕量汞，研究了純鋁溶解的最佳條件，在優(yōu)化的試驗條件下，汞的檢出限為0.03 ng/mL，回收率在96.0%～104.0%之間，相對標準偏差為0.9%。方法簡便、快速、準確度高、基體干擾小，可測定純鋁中0.000 0X%～0.00X%范圍內的汞，結果良好。

氫化物發(fā)生;原子熒光光譜法;鋁;汞

鋁在人們的生活中運用廣泛，常用的易拉罐、飯盒、儲水罐都是鋁制品。汞是環(huán)境中重要的有毒有害元素，汞污染的不斷加劇對人類健康和環(huán)境造成了極大危害［1］。如果金屬鋁中所含的汞超出標準，人體長期食用，必然會嚴重損害健康。因此檢測純鋁中的汞，以保證使用鋁制品后不會給人體帶來傷害是非常必要的。

國標方法鋁及鋁合金中汞含量的測定［2］，采用王水溶樣，冷原子吸收光譜法測定，王水溶解純度很高的鋁 (質量分數(shù)大于99.95%)很難溶解，特別是稱樣量大時 (大于0.3g)，所需時間極長，而且溶解過程中還要注意控制溫度不能太高，操作難度大，而且需配備一臺冷原子吸收測汞儀，對于只有原子熒光光譜儀的實驗室就無法測定。氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法［3］靈敏度高，大量基體元素不能進入原子化器，基體干擾小，是新近發(fā)展起來的一種有效的微量及痕量分析方法，解決了分析汞、砷、鉍、硒、碲、銻、鉛等元素時遇到的難題，近年來在金屬中微量或痕量砷、銻的測定中得到越來越多的應用［4］。

準確快速測定純鋁中的痕量汞，關鍵在于樣品的溶解，本法采用在水浴的條件下使用硝酸、氫氟酸低溫溶解樣品，溶解速度快，汞無揮發(fā)損失，采用氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定，純鋁為云南鋁業(yè)公司委托檢測的樣品。此方法具有簡便、準確、靈敏、快速的特點。

1 實驗部分

1.1 儀器及測量條件

AF－610A原子熒光分析儀 (北京瑞利分析儀器公司);汞空心陰極燈。

所有的玻璃器皿均用1.6 mol/L硝酸浸泡24 h以上，用水沖洗干凈后，最后用純水洗凈備用。試驗的儀器測量工作條件見表1。

表1 儀器測量條件Tab.1 Instrument measurement conditions

1.2 試劑

硼氫化鉀溶液 (2 g/L):稱取1.0 g硼氫化鉀溶于500 mL 2 g/L氫氧化鉀溶液中，搖勻，用時現(xiàn)配。

0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重鉻酸鉀溶液:稱取1 g重鉻酸鉀溶于適量水中，加入硝酸100 mL，用水稀釋至2 000 mL，搖勻備用。

汞標準儲備液 (100 μg/mL):準確稱取0.1354 g經干燥過的氯化高汞，溶于0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重鉻酸鉀溶液中，轉移入1 000 mL容量瓶中，用0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重鉻酸鉀溶液稀釋至刻度，搖勻。

汞標準中間液 (1μg/mL)及汞標準工作使用液 (50 ng/mL):用時根據(jù)需要用0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重鉻酸鉀溶液逐級稀釋。

硝酸、氫氟酸:優(yōu)級純。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的處理

稱取0.100 0～0.500 0 g鋁樣品于250 mL聚四氟乙烯燒杯或鉑金皿中，先加入少許蒸餾水，再加入3mL HNO3、2～4 mL HF，水浴加熱溶解樣品，待樣品完全溶解后，稍冷，將溶液移入50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，同時做試劑空白。

1.3.2 標準曲線的繪制

取100 mL容量瓶，分別加入50 ng/mL的汞標準工作使用液0，1.00，2.00，4.00，8.00 mL，6 mL HNO3，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準系列汞濃度為 0，0.5，1.0，2.0，4.0 ng/mL，現(xiàn)用現(xiàn)配，汞濃度在0～10 ng/mL內呈線性關系。

1.3.3 樣品測定

將試劑空白及處理好的樣品按儀器工作條件進行氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定。

2 結果與討論

2.1 儀器工作條件的選擇

2.1.1 負高壓燈電流和原子化器高度的選擇

試驗結果表明，原子熒光光譜儀負高壓在280～300 V時，熒光強度值最大，熒光強度隨燈電流增加而增大?？紤]到燈的使用壽命和測定的靈敏度等因素，試驗選擇負高壓為280 V(新燈)，使用一段時間后，負高壓可調至300 V。燈電流為55 mA(新燈)，燈隨著使用時間的增加，燈電流可適當調至60 mA。儀器在280 V負高壓和燈電流55 mA的條件下，選擇不同的原子化器高度進行試驗測定，選擇原子化器高為7 mm時儀器條件最佳。

2.1.2 載氣流量的影響

儀器在280 V負高壓和燈電流55 mA的條件下，在500～1 000 mL/min范圍內改變氬氣流量，汞的熒光強度在600～700 mL/min內較大且趨于穩(wěn)定。

2.1.3 原子化器溫度的選擇

按以上選定條件，改變原子化器溫度，試驗結果表明，在室溫條件下，汞的熒光強度不高;相反，在低溫條件下，汞的熒光強度很高，因此原子化器溫度選擇低溫檔。

2.2 樣品消解條件的選擇

2.2.1 溶樣方式的選擇

由于金屬鋁的兩性，可以采取堿溶或酸溶兩種方式，堿溶一般采用NaOH溶解，根據(jù)試驗結果，NaOH溶解純鋁后，汞的回收率在20%～30%，因此不宜采用堿溶的方式。國標法采用王水溶解，但樣品分解慢，所需時間長，考慮Al和F易形成穩(wěn)定的絡合物，采用氫氟酸和硝酸溶樣，效果很好，汞的回收率達96.0%～104.0%。國標法與本法溶解樣品對比見表2。

表2 國標法與本法溶解樣品時間對比Tab.2 Sample dissolving time comparison between national standard method and the method mentioned in this paper

從表2看出，采用本法溶樣時間大大縮短，特別是高純鋁 (Al質量分數(shù)≥99.99%)，采用本法比國標法更有優(yōu)勢。

2.2.2 溶樣器皿的選擇

由于使用氫氟酸溶解純鋁樣品，因此可以選擇聚四氟乙烯燒杯或鉑金皿進行溶樣，兩者均可，考慮到使用成本，一般選用聚四氟乙烯燒杯。

2.2.3 HF的影響

1)HF加入量對汞測定的影響:經過試驗，抽取一定量的純Hg標準，隨著HF加入量的增加，汞的熒光強度逐漸下降，原因是F離子和Hg會形成絡合物，F(xiàn)離子濃度越高，形成的絡合物越多，汞的熒光強度就越低。本次試驗在純Hg標準中，分別加入1 mL、2 mL、3 mL、4 mL HF，按試驗條件測定回收率，Hg的回收率在99% ～68%。結果表明加入2mL以下的 HF不影響試驗結果，見表3。

表3 HF加入量對汞測定的影響Tab.3 The effect of HF adding volume on mercury determination

2)溶液中Al基體存在下，HF加入量對汞測定的影響:經過試驗，溶液中存在0.1 g以上Al基體時，HF對純汞標準熒光強度的影響不大。原因是Al和F能形成較Hg和F更穩(wěn)定的絡合物，因此在Al基體大量存在的情況下，HF的加入量對汞的測定無影響，按試驗條件測定回收率，Hg的回收率在96% ～105%，見表4，因此樣品按實驗方法溶解時，加入2～4 mL HF時，對汞的測定無影響。

表4 在Al基體量一定的條件下HF加入量的影響Tab.4 The effect of HF adding volume on mercury determination when Al matrix existed

2.2.4 硝酸濃度的影響

按實驗方法，加入不同量的硝酸進行測定，結果表明硝酸濃度在0.32～1.6 mol/mL時，汞的熒光強度變化很小，試驗選用硝酸濃度為0.96 mol/mL。

2.2.5 溶樣的溫度

由于汞很容易揮發(fā)，因此在溶解中，溫度不宜過高，試驗采用水浴的方式溶解樣品，結果滿意。

2.3 鋁基體及雜質元素的干擾

試驗結果表明，Al基體在0.5 g以下不干擾汞的測定。純 Al中的雜質元素有:Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Ti、V、Ga、Mn，在實驗選定條件下，50 mL體積中對100 ng的Hg標準液以測量相對誤差不大于10%為不影響條件，結果表明下列元素量(μg):Fe(10 000)、Mn(1 000)、Cu(10 000)、Mg(100)、Ti(1 000)、V(1 000)、Ga(50)不干擾Hg的測定。Ca、Zn不影響Hg的測定。

2.4 檢出限和精密度

在儀器測量工作條件下，對空白溶液進行連續(xù)11次測定，求出其標準偏差SD。求得k=3時，汞的檢出限為0.03 ng/mL。對于2 ng/mL的汞標準溶液經7次連續(xù)測定，汞的相對標準偏差 (RSD)為0.9%。

2.5 汞的回收率實驗

按實驗方法進行汞的回收率試驗，結果見表5。

表5 回收率試驗Tab.5 Recovery rate experiment

由表5可知回收率在96.0%～104.0%，結果滿意。

3 結語

采用氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定純鋁中的汞，方法快速、簡捷、易操作，加標回收率在96.0%～104.0%之間，可實現(xiàn)純鋁中微量及痕量汞的分析測定。

［1］孫淑蘭．汞的來源、特性、用途及對環(huán)境的污染和對人類健康的危害［J］．上海計量測試，2006，(5):7－9．

［2］GB/T 20975.1－2007，鋁及鋁合金化學分析方法第1部分:汞含量的測定 冷原子吸收光譜法［S］．

［3］李小紅．原子熒光光譜法測定化探樣品中砷、銻、鉍和汞［J］．理化檢驗:化學分冊，1999，35(3):119－120．

［4］王勁榕．氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定金屬鋅中微量砷銻［J］．云南冶金，2006，35(3):78－80．

Determination of Trace Mercury in Pure Aluminum by Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry

ZHANG Xin－yu，WANG Jing－rong
(Kunming Metallurgy Research Institute，Kunming，Yunnan 650031，China)

Hydride generation－atomic fluorescence spectrometry method is applied to determine trace mercury in pure aluminum，the optimum condition of pure aluminum dissolving is researched too，under the optimized experiment condition，the detection limit of mercury is 0.03 ng/mL，the recovery rate is 96.0% ～104.0%，the relative standard deviation is 0.90%．This method is simple，rapid，and has high accuracy，the interference of matrix is small，it can determine mercury in pure aluminum at the range of 0.0000X% ～0.00X%，and the result is good．

hydride generation;atomic fluorescence spectrometry;aluminum;mercury

O657.31

A

1006－0308(2011)06－0053－04

2011－06－10

張馨予 (1985－)，女，云南騰沖人，助理工程師。