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[摘 要]本文研究了使用混合标准溶液，同时测定硼硫酸阳极氧化槽中的Cr6+、Al3+、Cu2+的ICP-AES法。通过优化实验条件，该法快速准确，精密度良好，完全可以满足生产需要。
[关键词]混合标准溶液；硼硫酸阳极氧化槽；Cr6+、Al3+、Cu2+；优化
中图分类号：TG115.33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0016-01
随着表面处理工艺的发展，环保安全，质量可靠的硼硫酸阳极氧化工艺越来越普及使用；波音项目，大飞机项目都要求使用硼硫酸阳极氧化工艺，而目前对应的槽液分析方法没有相关的标准。按照已有别的槽液分析方法 [1]，Cr6+采用滴定法，Al3+采用滴定或重量法，Cu2+采用原子吸收法，方法多，周期长。笔者用ICP-AES 法，配制了混合标准溶液，优化了测定条件，对硼硫酸阳极氧化槽中的Cr6+、Al3+、Cu2进行同时分析；测定结果与自配的槽液配方基本一致。
2 实验部分
2.1 实验仪器及其工作条件
725 ES 全谱直读等离子体光谱仪；辅助气流量1.5L/min；等离子气流量15.0mL/min；蠕动泵泵速15r/min；积分时间10s。
2.2 主要试剂及标准溶液的配制
铬标准溶液A，1000μg/mL； 铜标准溶液B，1000μg/mL；铝标准溶液C，1000μg/mL；铬标准溶液D，40μg/mL；铜标准溶液E，40μg/mL；钇标准溶液F，40μg/mL；三个范围的自配标准槽液（按工艺[2]配制硼硫酸槽，按表2配制标准值加单标，配制1、2、3号标准试验槽）。
2.3 实验方法
2.3.1 试液的制备
按取样规定取样200mL，用快速滤纸过滤，滤液待用。参照试液移取量表1，根据上次槽液的离子浓度，移取1.00mL～50.00mL滤液到200mL容量瓶中，加入10.00mL钇标准溶液F，用水定容到刻度，摇匀。
2.3.2 混合标准溶液的制备
在100mL的容量瓶中准确加入5.00mL钇标溶液F四份，制备4个混合标准K、L、M及N，按顺序分别加入铝标准溶液C0mL、1mL、5mL、10mL，铬标准溶液D0mL、10mL、5mL、1mL，铜标准溶液E0mL、1mL、5mL、10mL，用水稀释至刻度，混匀。
2.3.3 测量
按试验优化后的仪器工作条件，用ICP-AES仪测量四个混合标准溶液的强度。铝标范围：
0μg/mL～100μg/mL；铬标范围：0μg/mL～2.5μg/mL；铜标范围：0μg/mL～2.5μg/mL。再在相同条件下，测量试液的强度，计算机根据4个混合标准K、L、M及N的浓度及强度，自动计算出试液的离子浓度X，单位μg/mL。
2.3.3 计算
槽液离子含量（μg/mL）=试液的离子浓度X（μg/mL）×200÷试液移取量（mL）
3 实验结果与讨论
3.1 测量条件的优化
经过仪器优化实验，最佳测定功率为1.0KW，辅助气流量为0.75L/min，观察高度为10mm，仪器稳定延时15s，清洗时间为10s。
3.2 测定槽液离子分析谱线及内标线选择
在仪器工作条件下， 选择适当的分析谱线及内标线， 对单标、混标、空白和样品溶液进行扫描， 结果表明：Al/396.152、Cr/267.716、Cu/292.401无谱线干扰，可做分析线；Y/371.029也无谱线干扰，可做内标线。
3.3 准确度和精密度实验
本方法使用内标法减少基体效应，对待测离子进行测定。在ICP-AES分析方法中，按表1的杂质离子三种含量范围和硼硫酸阳极氧化槽主量成分的工艺要求，配制三个范围的标准试验槽1、2、3，分别进行准确度和精密度验证，结果见精密度和准确度实验表2。由分析结果可以看出， 1、2号槽液离子含量高，相对标准偏差小于5%，3号槽液离子含量，相对标准偏差稍超过5%；1、2、3号槽液离子含量与标准槽液配制值基本一致，能够满足槽液的工艺产要求。
4 结论
经过准确度和精密度实验证明，本方法快速、准确、可靠，可以满足硼硫酸阳极氧化槽中Cr6+、Al3+、Cu2+的分析要求。
参考文献
[1] 中华人民共和国航空工业标准.铝合金硫酸阳极氧化溶液分析方法.HB5104.
[2] BAC 5632A，Boric acid-sulfuric acid anodizing[S].1994.[3].
[关键词]混合标准溶液；硼硫酸阳极氧化槽；Cr6+、Al3+、Cu2+；优化
中图分类号：TG115.33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0016-01
随着表面处理工艺的发展，环保安全，质量可靠的硼硫酸阳极氧化工艺越来越普及使用；波音项目，大飞机项目都要求使用硼硫酸阳极氧化工艺，而目前对应的槽液分析方法没有相关的标准。按照已有别的槽液分析方法 [1]，Cr6+采用滴定法，Al3+采用滴定或重量法，Cu2+采用原子吸收法，方法多，周期长。笔者用ICP-AES 法，配制了混合标准溶液，优化了测定条件，对硼硫酸阳极氧化槽中的Cr6+、Al3+、Cu2进行同时分析；测定结果与自配的槽液配方基本一致。
2 实验部分
2.1 实验仪器及其工作条件
725 ES 全谱直读等离子体光谱仪；辅助气流量1.5L/min；等离子气流量15.0mL/min；蠕动泵泵速15r/min；积分时间10s。
2.2 主要试剂及标准溶液的配制
铬标准溶液A，1000μg/mL； 铜标准溶液B，1000μg/mL；铝标准溶液C，1000μg/mL；铬标准溶液D，40μg/mL；铜标准溶液E，40μg/mL；钇标准溶液F，40μg/mL；三个范围的自配标准槽液（按工艺[2]配制硼硫酸槽，按表2配制标准值加单标，配制1、2、3号标准试验槽）。
2.3 实验方法
2.3.1 试液的制备
按取样规定取样200mL，用快速滤纸过滤，滤液待用。参照试液移取量表1，根据上次槽液的离子浓度，移取1.00mL～50.00mL滤液到200mL容量瓶中，加入10.00mL钇标准溶液F，用水定容到刻度，摇匀。
2.3.2 混合标准溶液的制备
在100mL的容量瓶中准确加入5.00mL钇标溶液F四份，制备4个混合标准K、L、M及N，按顺序分别加入铝标准溶液C0mL、1mL、5mL、10mL，铬标准溶液D0mL、10mL、5mL、1mL，铜标准溶液E0mL、1mL、5mL、10mL，用水稀释至刻度，混匀。
2.3.3 测量
按试验优化后的仪器工作条件，用ICP-AES仪测量四个混合标准溶液的强度。铝标范围：
0μg/mL～100μg/mL；铬标范围：0μg/mL～2.5μg/mL；铜标范围：0μg/mL～2.5μg/mL。再在相同条件下，测量试液的强度，计算机根据4个混合标准K、L、M及N的浓度及强度，自动计算出试液的离子浓度X，单位μg/mL。
2.3.3 计算
槽液离子含量（μg/mL）=试液的离子浓度X（μg/mL）×200÷试液移取量（mL）
3 实验结果与讨论
3.1 测量条件的优化
经过仪器优化实验，最佳测定功率为1.0KW，辅助气流量为0.75L/min，观察高度为10mm，仪器稳定延时15s，清洗时间为10s。
3.2 测定槽液离子分析谱线及内标线选择
在仪器工作条件下， 选择适当的分析谱线及内标线， 对单标、混标、空白和样品溶液进行扫描， 结果表明：Al/396.152、Cr/267.716、Cu/292.401无谱线干扰，可做分析线；Y/371.029也无谱线干扰，可做内标线。
3.3 准确度和精密度实验
本方法使用内标法减少基体效应，对待测离子进行测定。在ICP-AES分析方法中，按表1的杂质离子三种含量范围和硼硫酸阳极氧化槽主量成分的工艺要求，配制三个范围的标准试验槽1、2、3，分别进行准确度和精密度验证，结果见精密度和准确度实验表2。由分析结果可以看出， 1、2号槽液离子含量高，相对标准偏差小于5%，3号槽液离子含量，相对标准偏差稍超过5%；1、2、3号槽液离子含量与标准槽液配制值基本一致，能够满足槽液的工艺产要求。
4 结论
经过准确度和精密度实验证明，本方法快速、准确、可靠，可以满足硼硫酸阳极氧化槽中Cr6+、Al3+、Cu2+的分析要求。
参考文献
[1] 中华人民共和国航空工业标准.铝合金硫酸阳极氧化溶液分析方法.HB5104.
[2] BAC 5632A，Boric acid-sulfuric acid anodizing[S].1994.[3].