傅 玉，唐 琨，張建柱

(天津泰達(dá)水業(yè)有限公司 天津300457)

測定實(shí)驗(yàn)室用純水中硅的原子吸收分析法

傅 玉，唐 琨，張建柱

(天津泰達(dá)水業(yè)有限公司 天津300457)

采用分光光度法測定硅時(shí)，操作方法冗長，試劑空白高，不適應(yīng)高純水中硅的測定。探索利用石墨爐原子吸收光譜直接測定實(shí)驗(yàn)室用純水中硅的條件，建立了測定規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法。采用高溫石墨爐原子吸收光譜測定硅時(shí)，由于硅能形成碳化物，會(huì)使測定的靈敏度降低。為了減少待測元素在石墨爐中形成碳化物，加入硝酸鈀基體改進(jìn)劑以改善靈敏度和精度。該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.2%,～7.6%,，加入硅含量為40.0～160.0,μg/L的水樣使其回收率為78.4%,～109%,。

原子吸收分析法 基體改進(jìn)劑 實(shí)驗(yàn)室用純水 硅 碳化物

硅是人類生存所必需的元素，飲用水中以偏硅酸形式存在的硅滿足了人們的日常需求，超量或低量均會(huì)對(duì)人體健康造成危害。目前測定硅的方法較多，普遍采用硅鉬藍(lán)分光光度法，此法的缺點(diǎn)是操作時(shí)間冗長、試劑空白值高及干擾大。[1]采用石墨爐原子吸收法測定硅的方法始于 1974年，但由于硅在高溫下受原子化器的表面性質(zhì)、加熱溫度、加熱時(shí)間與加熱方式等因素的影響，極易生成高溫難熔碳化硅，直接測定將影響該元素的靈敏度和精度。[2]將鑭鹽溶液注入石墨管預(yù)處理后測定純水中的硅，測定時(shí)仍存在記憶效應(yīng)。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，硝酸鎂作為基體改進(jìn)劑不能達(dá)到儀器推薦的滿意效果，后采用 PE原裝進(jìn)口的硝酸鈀基體改進(jìn)劑測定實(shí)驗(yàn)室用純水中的硅，能減少碳化硅的形成，提高測定的靈敏度和精度。[3]本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)室用純水，采用硝酸鈀作為基體改進(jìn)劑，建立了用石墨爐原子吸收法直接測定實(shí)驗(yàn)室純水中硅含量的可靠的分析方法，簡單快速準(zhǔn)確，分析結(jié)果滿意。[4]

1 實(shí)驗(yàn)原理

樣品經(jīng)適當(dāng)處理后注入石墨爐原子化器。硅在高溫下與石墨管中的碳生成碳化硅，在石墨爐內(nèi)原子化高溫蒸發(fā)解離為原子蒸汽。待測元素的基態(tài)原子吸收來自同種元素空心陰極燈發(fā)射的共振線，其吸收強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與金屬濃度成正比。

1.1 試劑與材料

硅標(biāo)準(zhǔn)溶液由美國Accustandard公司提供；硝酸(ρ20＝1.42,g/mL)，高純；基體改進(jìn)劑為硝酸鈀溶液，PE公司原裝進(jìn)口；高純氬氣。

1.2 儀器

AA600型石墨爐原子吸收分光光度計(jì)；硅元素空心陰極燈；高純氬氣鋼瓶；自動(dòng)進(jìn)樣器；50,mL具塞比色管。

測定硅的儀器參數(shù)如表1所示。

表1 測定硅的儀器參數(shù)表Tab.1 Parameters of silicon testing instrument

2 結(jié)果與討論

2.1 灰化溫度條件實(shí)驗(yàn)

圖 1為不同灰化溫度的灰化曲線。可以看出，在1,050～1,200,℃范圍內(nèi)顯示的硅信號(hào)穩(wěn)定。盡管靈敏度有所差異，灰化曲線的變化趨勢是一致的。由于在實(shí)驗(yàn)過程中加入了硝酸鈀基體改進(jìn)劑，石墨管所形成的金屬碳化物隔絕了硅與石墨的直接接觸，減少了碳化硅的形成，本實(shí)驗(yàn)選用的灰化溫度為1,100,℃。

圖1 灰化溫度的選擇Fig.1 Selection of ashing temperatures

2.2 原子化溫度

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，硅項(xiàng)目檢測的靈敏度隨原子化溫度的提升而正向提升，但當(dāng)原子化溫度提升超過2,550,℃時(shí)，石墨錐及石墨管的消耗成極值趨勢遞增，因此建議檢測硅項(xiàng)目時(shí)選用的原子化溫度在2,500～2,550,℃之間。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

儀器用 0.2%,硝酸溶液自動(dòng)稀釋硅標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，配制成 0,μg/L、40,μg/L、80,μg/L、100,μg/L、120,μg/L、160,μg/L、200,μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。

儀器參數(shù)設(shè)定后儀器自動(dòng)吸取5,μL基體改進(jìn)劑硝酸鈀溶液以及20,μL試劑空白(0.2%,硝酸溶液作為試劑空白)，標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品，注入石墨管，啟動(dòng)石墨爐控制程序和記錄儀，記錄吸收峰高或峰面積并繪出工作曲線，相關(guān)系數(shù)可保證在0.999以上。

2.4 樣品分析

樣品需前處理，取 50,mL水樣，加入 0.1,mL高純硝酸。按繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)定后的儀器參數(shù)記錄吸收峰高或峰面積，直接查得水樣中待測金屬的質(zhì)量濃度。

2.5 回收率及精密度

作為水樣，配制 3種濃度分別為 40,μg/L、140,μg/L、160,μg/L的加標(biāo)樣品，進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見加標(biāo)回收率表2。

分別在純水中加入40,μg/L和100,μg/L的硅標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(見表3)。

表3 精密度Tab.3 Degrees of precision

2.6 不確定度

單個(gè)實(shí)驗(yàn)室重復(fù)測定7次加標(biāo)水樣，其加入硅含量為 40.0～160.0,μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 3.2%,～7.6%,。單個(gè)實(shí)驗(yàn)室測定加入硅含量為 40.0～160.0,μg/L的水樣，回收率為78.4%,～109%,。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)室用水對(duì)實(shí)驗(yàn)起著至關(guān)重要的作用，采用石墨爐原子吸收分光光度法測定實(shí)驗(yàn)室用純水，優(yōu)選原子化溫度是硅檢測的前提條件，選擇合適的原子化溫度既可以解決實(shí)驗(yàn)室用純水中硅的檢測，又減少了因超高溫對(duì)石墨管的損耗。使用硝酸鈀基體改進(jìn)劑，可以提高測定靈敏度。[5]本方法適用于直接測定實(shí)驗(yàn)室用純水中的全硅，可避免用分光光度法進(jìn)行全硅測定時(shí)使用具有強(qiáng)腐蝕性的氫氟酸。該方法可滿足實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水可溶性硅的標(biāo)準(zhǔn)要求?！?/p>

［1］ 楊延，宋立群. 測定電廠水中痕量硅的原子吸收分析法[J]. 華東電力，1999(11)：25-27.

［2］ 任玉林，鄭衍生，李超生，等. 石墨爐原子吸收光譜法測定痕量硅的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 分析化學(xué)，1990(8)：741-744.

［3］ 徐學(xué)敏，李希云，崔仙航. 無火焰原子吸收光譜測定痕量硅[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，1984(4)：55-57.

［4］ 分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法[S]. GB/T 6682-2008，2008.

［5］ 梁瓊英，歐陽鋼鋒. 硅含量測定方法的新進(jìn)展[J]. 廣州化工，2000，28(1)：48.

Determination of Silicon in Laboratory Pure Flameless Atomic Absorption Spectrometry(AAS)

FU Yu，TANG Kun，ZHANG Jianzhu
(TEDA Water Company，Tianjin 300457，China)

When silicon is determined by spectrophotometry，the method features lengthy operation and high reagent blank and therefore unsuitable to measuring silicon in high-purity water．To this end we explore the conditions of silicon determination by using graphite furnace atomic absorption spectrometry directly，for the provisions of experimental methods．When using high-temperature graphite furnace atomic absorption spectrometry to measure silicon，silicon carbide can be formed，so that measurement sensitivity is affected．In order to reduce the formation of carbides analyte in a graphite furnace，add palladium nitrate matrix modifier to improve the sensitivity and accuracy．The relative standard deviation was 3.2%～7.6%，adding a silicon content of 40.0,μg/L～160.0,μg/L water samples so that the recovery could reach 78.4%～109%,.

atomic absorption analysis；matrix modifier；laboratory water；silicon；carbide

TV213.4

A

1006-8945(2016)07-0042-02

2016-06-06