鄒 麗，李傳真

（中海油東方石化有限責(zé)任公司， 海南 東方 572600）

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火焰原子吸收光譜法測(cè)定汽油中錳含量

鄒 麗，李傳真

（中海油東方石化有限責(zé)任公司， 海南 東方 572600）

隨著環(huán)保要求的提高，汽油添加劑有嚴(yán)格要求，其中錳劑是絕對(duì)禁止作為辛烷值改進(jìn)劑加入到汽油中。汽油出廠要求采用SH/T 0711 汽油中錳含量測(cè)定（原子吸收分光光度法），且錳控制在0.000 2 g/L以內(nèi)。原子吸收光譜法因其靈敏度高、檢出限低、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)被石油化工行業(yè)。采用火焰原子吸收儀測(cè)定汽油中的錳含量，并進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性。

火焰原子吸收；錳；加標(biāo)回收；汽油

1802年，英國(guó)科學(xué)家渥朗斯頓在利用分光鏡研究太陽(yáng)的光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)了連續(xù)光譜中出現(xiàn)了無(wú)法解釋的D暗線。1820年，布魯斯特提出這些暗線是由于太陽(yáng)中外圍對(duì)部分太陽(yáng)光的吸收而產(chǎn)生的。1860年，德國(guó)科學(xué)家在利用本生燈和分光鏡研究金屬的火焰光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)鈉原子蒸汽發(fā)射出的光通過溫度較低的鈉原子蒸汽時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鈉譜線的吸收，并且吸收譜線的位置正好和太陽(yáng)光譜中的D暗線重合。從而用實(shí)驗(yàn)的手段證實(shí)了太陽(yáng)光譜中D暗線正是由于太陽(yáng)大氣圈中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光譜中鈉輻射產(chǎn)生吸收的結(jié)果。從此原子吸收得到不斷的發(fā)展和應(yīng)用，到如今，原子吸收已經(jīng)成為一種強(qiáng)有力的分析手段，出現(xiàn)在現(xiàn)代儀器分析的行列中［1］。

原子吸收原理：原子核外電子以一定的規(guī)律在不同軌道中運(yùn)動(dòng)，每一軌道都有確定的能量，稱為原子能級(jí)。各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布都不同，他們的原子能級(jí)具有各自的特征性，因此，其吸收和發(fā)射的波長(zhǎng)也各不相同，進(jìn)而出現(xiàn)了元素的特征譜線。光源發(fā)射具有待測(cè)元素的特征譜線，通過試樣蒸汽時(shí)，被蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，發(fā)射光被減弱的程度與待測(cè)元素的濃度成正比。即遵循朗伯比爾定律：

I0—入射光強(qiáng)度；

I —透過原子蒸氣吸收層的透射光強(qiáng)度；

K —吸收系數(shù)；

b —原子吸收層厚度；

c —溶液中被測(cè)元素的濃度。

本方法采用原子吸收光譜法測(cè)定汽油中錳含量，將待測(cè)溶液進(jìn)行前處理后，定容，再將樣品噴入火焰中，使錳原子化，形成基態(tài)原子，對(duì)特征譜線產(chǎn)生選擇性吸收，將測(cè)得的樣品吸光度與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較，進(jìn)而算出待測(cè)樣品中的錳含量［2］。

1　實(shí)驗(yàn)部分

式中A — 吸光度；

1.1儀器

原子吸收光譜儀：安捷倫280FS，能夠進(jìn)行背景校正（塞曼扣背景）；錳空心陰極燈。

1.2試劑及器具

1.2.1試劑

結(jié)晶碘分析純；甲苯分析純；甲基異丁基甲酮分析純；氯化甲基三辛基銨純度不低于 90% （m/m）；碘-甲苯（0.03 g/mL）：用甲苯溶解3.0 mg結(jié)晶碘，并稀釋到100 mL；1%（v/v）氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液：用MIBK溶解8.8 g（10 mL）氯化甲基三辛基銨，并稀釋到1 L；石科院標(biāo)準(zhǔn)樣品：錳含量為5.28、13.20，26.40 mg/L的標(biāo)樣；

1.2.2器具

容量瓶：經(jīng)鹽酸浸泡24 h并自然風(fēng)干的50 mL容量瓶10個(gè)；移液管：經(jīng)鹽酸浸泡24 h并自然風(fēng)干的5 mL移液管5支。

2　測(cè)定條件

波長(zhǎng)：279.5 nm；

燈電流：5 mA；

燃燒頭高度：13.5 mm ；

乙炔：13.50 L/min；

空氣：2.0 L/min。

3　實(shí)驗(yàn)過程

3.1配制錳標(biāo)準(zhǔn)使用液

配制0.528、1.32、2.64 mg/L錳標(biāo)準(zhǔn)使用液：向50 mL容量瓶中加入20 mL MIBK，再準(zhǔn)確加入5 mL 5.28 mg/L標(biāo)準(zhǔn)樣品并搖勻，加入0.1 ml 碘-甲苯溶液搖動(dòng)1 min ，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK并搖勻，再用MIBK定容至50 mL即可。其余濃度點(diǎn)配制方法同上。

3.2汽油樣品前處理

向2個(gè)容量瓶50 mL中加入20 mL MIBK，再準(zhǔn)確加入5 mL待測(cè)樣品并搖勻，加入0.1 mL 碘-甲苯溶液搖動(dòng)1 min ，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液并搖勻，再用MIBK定容至50 mL ， 備用。

3.3繪制工作曲線

優(yōu)化各項(xiàng)分析參數(shù)如燃燒頭高度、助燃?xì)夂腿細(xì)獾谋壤龋範(fàn)顟B(tài)達(dá)到最佳。依次分析 0.528、1.32、2.64 mg/L標(biāo)準(zhǔn)樣品，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線（表1）［3］。

表1　標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 standard curve

由以上數(shù)據(jù)可知：

線性方程：Abs=0.08434C-0.00074

相關(guān)系數(shù)； 0.999 8；

2.64mg/L反測(cè)：2.635 mg/L。

4　重復(fù)性

基于重復(fù)性的要求，取密封保存于 0～4 ℃的92#車用汽油（國(guó)Ⅴ）（ρ=733.7 kg/m3）1 L，按照預(yù)處理方法進(jìn)行處理后測(cè)試其吸光度并計(jì)算其實(shí)際濃度（表2）。

表2　重復(fù)性實(shí)驗(yàn)Table 2 Repeated experiment

SH/T0711中重復(fù)性要求0.42X0.5 ，從以上數(shù)據(jù)可以看出本方法重復(fù)性較好，滿足使用要求。

5　加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)［4］

取密封保存于0～4 ℃下的92#車用汽油1L備用。用5 mL移液管分別取5 mL于編號(hào)為1、2、3 的50 mL容量瓶中，并分別加入0 mL、1 mL、1 mL 1.32 mg/L的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入0.1 mL碘-甲苯溶液搖勻1 min，再加入5 mL氯化甲基三辛基銨-MIBK溶液反應(yīng)1 min，并用MIBK定容至50 mL，并分別檢測(cè)（表3）。其中，加標(biāo)回收率等于加標(biāo)測(cè)量值與加標(biāo)量的百分比。

表3　加標(biāo)回收Table 3 Recovery Rate

6　影響因素

6.1火焰［5］

本實(shí)驗(yàn)采用焊接級(jí)的乙炔。一般是將乙炔溶解在丙酮中，當(dāng)鋼瓶中氣體壓力降低至520 kPa時(shí)，應(yīng)更換鋼瓶，因此時(shí)丙酮容易跟著乙炔流出進(jìn)入燃?xì)庀到y(tǒng)，影響火焰的穩(wěn)定性和結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且應(yīng)調(diào)整乙炔與空氣的比例使火焰呈淡藍(lán)色即貧燃焰，因Mn元素測(cè)定時(shí)需要較高的火焰溫度。

6.2碘-甲苯

碘屬于易揮發(fā)的物質(zhì)，需要定期檢查其濃度，碘的加入量不夠會(huì)影響到Mn能否完全形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。

6.3器皿選擇

實(shí)驗(yàn)過程中涉及到溶液的多次轉(zhuǎn)移、稀釋、定容等過程，器皿的選擇尤為重要，所有的移液管、容量瓶都需經(jīng)過檢定合格后方可使用，并且要求分析員要完全熟悉并掌握相關(guān)器皿的操作方可減少器皿代入的誤差。

7　結(jié)果與討論

在汽油錳含量測(cè)定的過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制誤差的引入，從而保證結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。汽油規(guī)范中明文禁止往汽油中添加錳劑來(lái)提高辛烷值，因錳劑的不完全燃燒會(huì)導(dǎo)致氧傳感器的損壞，故應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行SH/T0711的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)出廠汽油進(jìn)行錳含量檢測(cè)。

［1］ 陳集，朱鵬飛. 儀器分析教程［M］ . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010-02.

［2］ 張愛星，蘆巖. 微波消解-直接吸入火焰原子吸收法檢測(cè)污水中的重金屬［J］. 天津建設(shè)科技，2012（5）：51-52.

［3］ 張卓，趙萍，王雅，郭健，李占娟. 富硒花生中硒的主要賦存形態(tài)及其抗氧化性［J］. 食品與發(fā)酵工，2011，37（4）：87-91.

［4］ 高永強(qiáng). 火焰原子吸收光譜法測(cè)定工業(yè)濃硝酸中的鎂［J］. 中氮肥2015（5）：79-80.

［5］ 周永強(qiáng)，趙麗艷，賀元. 汽油中錳含量測(cè)定影響因素討論［J］. 廣東化工，2012，39（13）：137-139.

Determination of Mn in Gasoline by Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZOU Li，LI Chuan-zheng
（CNOOC Dongfang Petrochemical Co., Ltd. Hainan Dongfang 572600, China)

Because demand of environmental protection is increasingly stringent, Mn additive is banned from adding into gaoline.The content of Mn in gasoline must be less than 0.0 002 g/L. The flame atomic absorption spectrometry is widely used in petroleum-chemical industry because of the high sensitivity and low detection limit. In this paper, the content of Mn in gasoline was determined by the flame atomic absorption spectrometry, and experiment of adding standard recovery was carried out to prove the accuracy of the flame atomic absorption spectrometry.

flame atomic absorption spectrometry；manganese；recovery rate；gasoline

鄒麗（1988-），女，四川省成都市人，助理工程師，2011年畢業(yè)于西南石油大學(xué)化學(xué)專業(yè)，主要從事石油化工分析。E-mail：565108824@qq.coom。

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1671-0460（2016）05-1050-03

2016-03-07