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        消泡劑在原子熒光光譜法測定地質(zhì)樣品中Hg、Bi時的應用

        2018-04-19 10:36:58劉辭
        科學與財富 2018年3期
        關鍵詞:消泡劑光譜法原子熒光

        劉辭

        摘要:在采用原子熒光光譜法測定樣品溶液時,對汞和鉍含量測定時有機質(zhì)和還原劑在沒有完全發(fā)生反應時,會產(chǎn)生大量泡沫,對測定結(jié)果的準確性產(chǎn)生一定的影響,同時也會對儀器產(chǎn)生損害。為了確保順利測定汞和鉍的含量,就在地質(zhì)樣品溶液中引入消泡劑,對消泡劑不同用法用量進行討論,并觀察其對測定結(jié)果的影響。根據(jù)實驗結(jié)果表明,在地質(zhì)樣品溶液中引入消泡劑可以充分消除泡沫,使測定信號更加穩(wěn)定。

        關鍵詞:消泡劑;原子熒光光譜法;地質(zhì)樣品;汞;鉍;測定結(jié)果

        目前在地質(zhì)樣品、食品樣品及環(huán)境中對錫、鉛、鉍、汞等元素測定中廣泛應用原子熒光光譜法,并經(jīng)大量實驗研究已經(jīng)對原子熒光光譜儀進行了優(yōu)化,從而減少儀器對測定結(jié)果及測定過程的影響。但因樣品本身對測定結(jié)果的影響研究較少,在有機質(zhì)中未完全消解的樣品溶液和硼氫化鉀產(chǎn)生化學反應時,會產(chǎn)生大量泡沫,而泡沫滯留會導致管路堵塞,從而導致測定信號發(fā)生中斷或是不穩(wěn)定的現(xiàn)象,氣泡溢出到原子化器中造成污染,導致爐絲熔斷,對后期的測定工作帶來影響[1]。因此對硼氫化鉀溶液與樣品溶液發(fā)生化學反應中的發(fā)泡量進行控制,才能確保測定過程的穩(wěn)定性。為了對多泡樣品進行準確測定,同時避免泡沫對儀器產(chǎn)生損害,在地質(zhì)樣品測定中加入大慶5號消泡劑來減少樣品中泡沫產(chǎn)量。在原子熒光光譜儀對地質(zhì)樣品中汞和鉍元素含量測定中,比較在樣品溶液和在還原劑中加入消泡劑兩種方法來對測定結(jié)果所產(chǎn)生的影響,從而總結(jié)出消泡劑有效的使用方法,提高測定結(jié)果準確性。

        1.實驗部分

        1.1儀器與參數(shù)

        采用北京海光儀器公司有限公司的原子熒光光譜儀,以及北京有色金屬研究總院的汞、鉍等高強度空心陰極燈。工作條件:在負高壓380v,載氣流量700mL/min,輔氣流量800mL/min,采用連續(xù)流動的進樣方式,清洗6s,測定時間設為4s。

        1.2實驗試劑

        采用北京金索坤技術(shù)開發(fā)有限公司的大慶5號消泡劑;12g/LKBH4,含有5g/L的NaOH;王水溶液比為2:1。10 Hg標準溶液,由國家物質(zhì)研究中心所提供。200Bi標準溶液:稱取0.1115g經(jīng)100℃以上高溫干燥過的高純Bi2O3放置在燒杯中,逐漸滴入濃硝酸,使其全部溶解,并用6%的HNO3稀釋到500mL,煮沸,除去NO2,定容到500ml,混勻。將兩種標準溶液配制為10.0ng/mL的Hg和1.00的Bi混合儲備溶液,并分別移取0、1.00、2.00、5.00ml的混合溶液放置到50ml容量瓶中,采用20%的HCL溶液稀釋到刻度,混合配制成為標準系列溶液。

        1.3實驗方法:稱取國家標準物質(zhì)GBW07312、GBW07541、GBW07536樣品放置在250ml容量瓶中,加入比例為2:1的王水,放置在電熱板上,電熱板溫度為250℃,取下放涼,加入10ml鹽酸,定容到刻度,搖勻。

        2.結(jié)果與討論

        2.1消泡劑在樣品溶液中對測定的影響

        在地質(zhì)測定中GBW07312是一種常用的標準樣品,有機質(zhì)含量較高,在常規(guī)測定中泡沫量較大。在10ml正常王水溶礦溶液中加入0.1ml消泡劑,在相同測定條件下,反應過程中沒有產(chǎn)生大氣泡,小氣泡消失迅速,無其他異?,F(xiàn)象,說明測定的穩(wěn)定性良好,但信號強度發(fā)生了一定的改變。在10ml各標準系列溶液中加入0.1ml的消泡劑,主要是為了觀察消泡劑對于測定結(jié)果和標準曲線影響。在標準曲線系列溶液及樣品溶液中加入消泡劑,發(fā)現(xiàn)Hg的標準曲線空白變高,靈敏度減低,測定結(jié)果數(shù)據(jù)降低,由96ng/g降低到90ng/g,和參考值108ng/g相比明顯較低。而Bi變化情況也和汞的變化類似,但變化的幅度較小,測定結(jié)果從1.2 降低到1.0 ,與參考值1.25 相比明顯較低。為了避免消泡劑含量對測定結(jié)果產(chǎn)生影響,應該減少消泡劑用量,并將消泡劑加入到還原劑中,對其測定結(jié)果的影響進行觀察。

        2.2消泡劑在還原劑溶液中對測定的影響

        在100mlKBH4溶液中分別加入0.0、0.1、0.2、0.5ml的消泡劑,并逐個對其未加入消泡劑的溶液和標準曲線計算測定。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),只要消泡劑參與的反應過程均未產(chǎn)生泡沫。測定結(jié)果具體見下表1。由此可知,消泡劑含量與測定結(jié)果呈反比,隨著消泡劑含量增加,曲線斜率和空白會發(fā)生一定的變化,雖然兩者線性關系良好,但汞和鉍兩種元素測定靈敏度顯著下降,在汞的測定中變化更加明顯[5]。當消泡劑的含量為千分之一時,其測定結(jié)果和未加入消泡劑測定結(jié)果相差較小,滿足測定的需要。在還原劑中加入消泡劑,如體積分數(shù)在千分之十以內(nèi),則樣品熒光強度不會發(fā)生有明顯的變化,究其原因可能是樣品與標準曲線之間的介質(zhì)差異所導致,使其消泡機理發(fā)生改變。根據(jù)實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),在生產(chǎn)測定中如加入較多含量易發(fā)泡樣品,則可以在還原劑中加入少量消泡劑,曲線回歸與真值結(jié)果更加接近。

        結(jié)語:

        在地質(zhì)樣品測定中加入大慶5號消泡劑,可以抑制泡沫產(chǎn)生,提高多泡樣品測定穩(wěn)定性,由于在樣品溶液測定中加入少量消泡劑,對測定信號強度會產(chǎn)生一定的影響,但在還原劑中加入消泡劑則不會對信號強度產(chǎn)生明顯的影響。由于消泡劑對樣品溶液及標準曲線溶液介質(zhì)差異存在不同的影響,為了確保測定結(jié)果準確與可靠,建議在標準曲線計算中按照未加入消泡劑曲線來進行計算。在多泡樣品原子熒光光譜法測定中采用大慶5號消泡劑,可以解決在樣品測定中測定結(jié)果不準確、不穩(wěn)定的問題,同時也比避免在測定過程中溢出的泡沫對儀器產(chǎn)生污染或損害,進而還可以提高生產(chǎn)效率,確保儀器使用壽命。

        參考文獻:

        [1]周慧君,帥琴,黃云杰,湯志勇,曾夢.雙硫腙改性氧化石墨烯/殼聚糖復合微球固相萃取在線富集-原子熒光光譜法測定地質(zhì)樣品中痕量汞[J].巖礦測試,2017,36(05):474-480+449.

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