李兵 李金亮 王澤華

【摘要】由于原子吸收光譜法測(cè)定鋁具有簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)，因此它在測(cè)定痕量和微量鋁方面獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，研究鋁的原子吸收光譜測(cè)定也很有必要。

【關(guān)鍵詞】原子吸收;光譜法;鋁;測(cè)定

一、火焰原子吸收光譜法

（一）空氣-乙炔火焰原子吸收法

1.普通空氣-乙炔火焰法

原子吸收法中空氣-乙炔火焰是應(yīng)用最廣泛的原子化法。鋁在該火焰中形成耐熱氧化鋁，其熔點(diǎn)是2045℃，沸點(diǎn)是2980℃，故一般不能在此火焰中直接測(cè)定鋁。

2.氧屏蔽空氣-乙炔火焰法

用氧屏蔽空氣-乙炔火焰法測(cè)定鋼中鋁（0.1～10%），分析方法比較簡(jiǎn)單。結(jié)果表明，HNO3對(duì)鋁略有增感作用，HCL略有抑制作用。共存元素對(duì)鋁的測(cè)定也有影響：Fe、Mo略有抑制作用，Ni、Mn略有增感作用;三氯化鈦對(duì)鋁的吸收有增感作用，并能抑制其它元素的干擾，改善穩(wěn)定性。但此法耗氣量大、噪音高、具有較強(qiáng)的火焰發(fā)射。

3.富氧空氣-乙炔火焰法

富氧空氣-乙炔火焰法測(cè)定鋁，比較了不同有機(jī)試劑在此火焰中對(duì)鋁的增感效應(yīng)。當(dāng)有機(jī)試劑的結(jié)構(gòu)是在苯環(huán)的鄰位均含有羥基及羧基的鋁功能團(tuán)，如鉻天青S、鋁試劑、鈦鐵試劑、磺基水楊酸及鄰苯二甲酸氫鉀等時(shí)，均具有相似的及最大的增感效應(yīng)，其增感倍數(shù)約為2.0，特征濃度可達(dá)1.2μg/mL。與氧屏蔽空氣-乙炔火焰法相比，此法耗氣量小，噪音低，火焰穩(wěn)定，且不易回火。

（二）笑氣-乙炔火焰原子吸收法

用空氣-乙炔火焰測(cè)定鋁，火焰溫度不夠高，靈敏度較低。故目前大都用笑氣-乙炔火焰測(cè)定鋁。曾報(bào)道用笑氣-乙炔火焰法測(cè)定酸性廢水中的鋁，通過(guò)全程序空白試驗(yàn)得到本放法的最低檢出濃度可至0.006mg/L。采用笑氣-乙炔火焰溫度高，能促使離解能大的化合物解離，同時(shí)其富燃火焰中除了C、CO、CH等未分解產(chǎn)物之外還有如CN、NH等成分，它們具有強(qiáng)烈的還原性，能更有效地?fù)寠Z金屬氧化物中的氧，從而使許多高溫難解離的金屬氧化物原子化，使Be、B、Si、W、Mo、Ba、稀土等難熔性氧化物的元素對(duì)測(cè)定有干擾。但是因?yàn)檫@種火焰溫度高，能排除許多化學(xué)干擾。在試液中加進(jìn)大量的堿金屬（1mL/mL～2mL/mL）能減少電離干擾。

二、石墨爐原子吸收法

火焰原子吸收法具有快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，特別是笑氣-乙炔火焰的應(yīng)用使鋁的測(cè)定靈敏度進(jìn)一步提高，但測(cè)定痕量鋁時(shí)仍要預(yù)先富集。故近年來(lái)對(duì)石墨爐原子吸收法測(cè)定鋁的研究較多，但靈敏度尚不能滿足對(duì)某些試樣的直接分析，而且測(cè)定中存在著非光譜干擾，其干擾程度取決于石墨管表面的化學(xué)性質(zhì)和所使用的載氣。石墨爐原子吸收的基體干擾十分嚴(yán)重，為減少和消除基體干擾，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾測(cè)定，人們進(jìn)行了許多研究，比較行之有效的方法是聯(lián)合運(yùn)用平臺(tái)、基體改進(jìn)、表面涂層、Zeeman效應(yīng)扣除背景、梯度升溫和精確的自動(dòng)進(jìn)樣技術(shù)。

（一）普通石墨爐原子吸收法

Shaw和Ottaway用普通石墨管測(cè)定了2mg/L的鋁，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為7%。由于氯離子的干擾，只用硝酸溶解樣品，這種就限制了此法的應(yīng)用。在用硝酸和鹽酸溶解樣品時(shí)氯離子的干擾必須設(shè)法消除，可以通過(guò)加入硫酸、氨水和硫酸銨等形成易揮發(fā)的氯化物以消除干擾。尤其是硫酸銨的加入，能得到最好的重現(xiàn)性。硫酸鈉和硫化鈉的存在也會(huì)干擾鋁的測(cè)定，可通過(guò)用模擬基體的工作曲線來(lái)消除干擾。

（二）改進(jìn)的石墨爐原子吸收法

1.基體改進(jìn)

石墨爐原子吸收法中，利用基體改進(jìn)劑降低和消除基體干擾是常用的一種有效方法。采用鎢與鉭基體改進(jìn)劑石墨管時(shí)，共存離子對(duì)鋁的測(cè)定沒(méi)有顯著干擾;而用涂鉭石墨管時(shí)，使用十多次后涂層即被侵蝕，較大比例的氯化物保留在灰化階段，因此在原子化階段，增加了氯化物對(duì)鋁蒸汽相的干擾，產(chǎn)生了對(duì)鋁測(cè)定的抑制作用。

2.改進(jìn)型石墨管

由于測(cè)鋁時(shí)受基體干擾嚴(yán)重，Slavin等用等溫平臺(tái)爐和Zeeman背景校正研究鋁測(cè)定中共存離子的干擾及消除。而最方便有效的方法是用熱解涂層石墨管，由于熱解涂層石墨管比普通石墨管具有相對(duì)小的孔隙度，因此可避免試樣對(duì)管內(nèi)的滲透，加熱時(shí)幾乎只是表面蒸發(fā)，即所謂理想S型微粒蒸發(fā)。

三、鋁原子化機(jī)理

按文獻(xiàn)的觀點(diǎn)，鋁在石墨爐中的原子化過(guò)程可分為下列三種情況，即

因氯化物易揮發(fā)分解，故表現(xiàn)為灰化損失，原子化時(shí)已不存在。

但Al2O3除難能被碳還原外，還存在與碳的歧化反應(yīng)

2Al2O3+9C→Al4C36COAl4C3雖然在3000℃會(huì)分解放出原子態(tài)鋁，但正是Al4C3的生成與分解，使鋁的線性遭到破壞，石墨管壽命變短，測(cè)量精度下降，所以Slavin反復(fù)強(qiáng)調(diào)用熱解石墨管。

（3）Al2O3（g）→AlO（g）Al（g）O2（g）Al（g）O（g）鄧勃等認(rèn)為鋁原子化只可能是氧化物的熱分解產(chǎn)生的，這與他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

四、結(jié)語(yǔ)

火焰原子吸收法尤其是笑氣-乙炔火焰法測(cè)定鋁具有較好的靈敏度，測(cè)定某些試樣中的鋁是可行的;石墨爐原子吸收法測(cè)定鋁的靈敏度高于笑氣-乙炔火焰，尤其是應(yīng)用基體改進(jìn)劑和涂層石墨管，靈敏度得到顯著提高，是目前應(yīng)用比較廣泛的一種方法?？偠灾游展庾V法測(cè)定鋁，具有快速、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適于普及應(yīng)用。

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