论文部分内容阅读
摘 要：该文采用电感耦合等离子体-质谱法来测试岩石矿物中的金属钨元素的含量，样品采用硝酸-氢氟酸-高氯酸的混合酸体系和王水进行处理。该方法的测试结果的精度比较好，相对标准偏差RSD（n=6）小于2.0%。方法的准确度满足测试需求，方法测试金属钨的回收率在95%～105%的范围内。该方法测试金属钨的方法检出限为0.1 μg/g。使用ICP-MS测试岩石中的钨元素含量的方法的重现性比较好，灵敏度比较高，操作比较简单，能够进行批量的检测。
关键词：电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS） 岩石 钨
中图分类号：P584 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0087-02
金属钨在我国各个领域的应用越来越广泛，因此钨元素的测定方法越来越重要。传统的测试方法主要有容量法和比色法、极谱法，这些方法的精密度和准确度都比较好，但是测定的速度比较慢，而且需要的人工数比较多，工作的强度比较大。ICP-MS这种方法的检出限低，重现性比较好、基体的影响比较小，而且能够同时测定多种元素，同时能够减少了繁琐的化学的手工操作，因此近年来在地质、材料、冶金和环境保护等方面都得到了很好的应用。自然界的岩石矿物种类比较繁多，结构也比较复杂，因此岩石赝品的处理也比较复杂。本文采用酸溶的方法来对样品进行处理，然后使用ICP-MS进行测定，具有很好的参考意义。
1 实验部分
1.1 实验试剂和实验仪器
1.1.1 实验仪器
美国thermo的poems 3型的等离子体质谱仪，耐氢氟酸的矩管，工作的气体为纯度99.99%的氩气，十字雾化器，工作条件：射频功率：1.2 kW；等离子体的流速：18 L/min；辅助气的流速：1.8 L/min；雾化气的流速：0.8 L/min。
Milli的超纯水仪，Millipore公司；
赛多利斯的BS210S的电子天平，德国赛多利斯公司。
1.1.2 实验试剂
实验用水均为高纯去离子水。
硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸都为优级纯的化学试剂，国药化学试剂。
1.2 实验方法
1.2.1 样品制备过程
使用电子天平量取0.1 g的岩石矿物样品，将其放入聚四氟乙烯的坩埚中，先用少量的高纯水来将岩石矿物样品湿润，然后依次加入5 mL的氢氟酸、5 mL的硝酸和1 mL的高氯酸，然后将坩埚放入电热板上进行加热，当溶液中的白烟冒干净之后，加入5 mL的王水溶液（HCL∶HNO3=3∶1）进行继续溶解。充分溶解完全后将溶液转移至50ml的容量瓶中，用超纯水定容摇匀，等待测试。同时做空白实验。
1.2.2 标准曲线的绘制
本文使用外标法绘制标准曲线。使用钨的标准溶液来配置标准曲线，依次配置0、0.1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL的一系列的标准溶液。然后以标准溶液浓度作为横坐标，以测试结果的峰面积作为纵坐标，绘制一条标准曲线。
2 结果和讨论
2.1 方法的精密度和检出限
2.1.1 方法的精密度
本文选取5批岩石样品进行测试，对每批岩石样品均进行处理和测试6次，对测试结果进行计算，得出电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）测试金属钨的相对标准偏差数据见下表1。从表中可以看出，该方法测试金属钨的相对标准偏差在0.92%～1.31%的范围内变化，测试结果的精密度比较好，满足测试方法的需求。
2.1.2 方法的检出限
本文对空白样品连续测定20次，计算出测试值的标准偏差，然后用3倍的标准偏差来计算检出限，本文计算出使用ICP-MS测试钨的方法的检出限为0.1 μg/g。
2.2 方法的回收率
本文以加标回收率来判断方法的回收率是否满足要求。通过向同一批样品中依次添加不同质量的钨，然后按照上述的方法进行处理与测试，然后按照以下公式对测试结果进行处理。当加标回收率落在95%～105%的范围内，则方法的回收率满足需求。
加标回收率=（加标样品的测定总值-样品的测定值）/加标量。计算结果见表2。
2.3 样品处理方式的讨论分析
岩石样品的溶解方式通常为酸溶解和碱溶解，其中碱溶解岩石样品比较完全，但是碱溶解会引入比较多的基体元素包括钾元素和钠元素等，而且碱溶的操作比较复杂，因此该文使用酸溶的方法。不同的酸溶体系对样品的溶解程度不相同。可以作为溶解样品的酸有盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸、王水、磷酸、硫酸等，但是由于磷酸和硫酸的粘度很大，导致样品溶液进入ICP中的雾化器后雾化效率低，如果要采用硫酸和磷酸，需要使用很低的浓度，因此本文排除这两种酸。该文选用硝酸-氢氟酸-高氯酸的混合酸体系进行溶解，然后继续用王水继续溶解，能够保证岩石样品得到充分的分解，保证了测试结果的回收率和准确性。
2.4 干扰元素的分析
该文通过实验得出，将样品按照标准的处理方法进行处理后，样品中的铁、锌、铜、锰、钛、钙、镁等元素对于金属钨的测试都影响不明显，因此本文不需要采用一些金属掩蔽剂来对这些元素进行预处理。
3 结语
该文采用电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）测试岩石样品中的钨含量，样品的前处理比较简单和安全，样品测试结果的精确度和准确度都能够满足测试的需求，相对标准偏差RSD（n=6）小于2.0%，加标回收率落在95%～105%的范围内，方法的检出限为0.1 μg/g，也比较低，能够检测样品中钨含量比较少的样品。本方法快速、简便，适合于大批量的样品的检测，因此值得推广。
参考文献
[1] 王蕾，何红蓼，李冰.碱熔沉淀ICP-MS法测定地质样品中的多元素[J].岩矿测试，2003，22（2）：86-92.
[2] 胡净宇，王海舟.ICP-MS在冶金分析中的应用进展[J].冶金分析，2001，21（6）： 27-32.
[3] 何蔓，胡斌，江祖成.用于研究ICP-MS中基体效应的逐级稀释法[J].高等学校化学学报，2004，25（12）：2232-2237.
[4] 刘湘生，蔡绍勤，刘凤粉，等.电感耦舍等离子体质谱法测定高纯氧化钆中痕量稀土杂质[J].分析化学，1997，25（6）：652.
[5] 刘晶磊，章新泉，童迎东.电感耦合等离子质谱法测定高纯氧化铒中14种稀土杂质[J].分析化学，1997，25（12）：1417.
关键词：电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS） 岩石 钨
中图分类号：P584 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0087-02
金属钨在我国各个领域的应用越来越广泛，因此钨元素的测定方法越来越重要。传统的测试方法主要有容量法和比色法、极谱法，这些方法的精密度和准确度都比较好，但是测定的速度比较慢，而且需要的人工数比较多，工作的强度比较大。ICP-MS这种方法的检出限低，重现性比较好、基体的影响比较小，而且能够同时测定多种元素，同时能够减少了繁琐的化学的手工操作，因此近年来在地质、材料、冶金和环境保护等方面都得到了很好的应用。自然界的岩石矿物种类比较繁多，结构也比较复杂，因此岩石赝品的处理也比较复杂。本文采用酸溶的方法来对样品进行处理，然后使用ICP-MS进行测定，具有很好的参考意义。
1 实验部分
1.1 实验试剂和实验仪器
1.1.1 实验仪器
美国thermo的poems 3型的等离子体质谱仪，耐氢氟酸的矩管，工作的气体为纯度99.99%的氩气，十字雾化器，工作条件：射频功率：1.2 kW；等离子体的流速：18 L/min；辅助气的流速：1.8 L/min；雾化气的流速：0.8 L/min。
Milli的超纯水仪，Millipore公司；
赛多利斯的BS210S的电子天平，德国赛多利斯公司。
1.1.2 实验试剂
实验用水均为高纯去离子水。
硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸都为优级纯的化学试剂，国药化学试剂。
1.2 实验方法
1.2.1 样品制备过程
使用电子天平量取0.1 g的岩石矿物样品，将其放入聚四氟乙烯的坩埚中，先用少量的高纯水来将岩石矿物样品湿润，然后依次加入5 mL的氢氟酸、5 mL的硝酸和1 mL的高氯酸，然后将坩埚放入电热板上进行加热，当溶液中的白烟冒干净之后，加入5 mL的王水溶液（HCL∶HNO3=3∶1）进行继续溶解。充分溶解完全后将溶液转移至50ml的容量瓶中，用超纯水定容摇匀，等待测试。同时做空白实验。
1.2.2 标准曲线的绘制
本文使用外标法绘制标准曲线。使用钨的标准溶液来配置标准曲线，依次配置0、0.1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL的一系列的标准溶液。然后以标准溶液浓度作为横坐标，以测试结果的峰面积作为纵坐标，绘制一条标准曲线。
2 结果和讨论
2.1 方法的精密度和检出限
2.1.1 方法的精密度
本文选取5批岩石样品进行测试，对每批岩石样品均进行处理和测试6次，对测试结果进行计算，得出电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）测试金属钨的相对标准偏差数据见下表1。从表中可以看出，该方法测试金属钨的相对标准偏差在0.92%～1.31%的范围内变化，测试结果的精密度比较好，满足测试方法的需求。
2.1.2 方法的检出限
本文对空白样品连续测定20次，计算出测试值的标准偏差，然后用3倍的标准偏差来计算检出限，本文计算出使用ICP-MS测试钨的方法的检出限为0.1 μg/g。
2.2 方法的回收率
本文以加标回收率来判断方法的回收率是否满足要求。通过向同一批样品中依次添加不同质量的钨，然后按照上述的方法进行处理与测试，然后按照以下公式对测试结果进行处理。当加标回收率落在95%～105%的范围内，则方法的回收率满足需求。
加标回收率=（加标样品的测定总值-样品的测定值）/加标量。计算结果见表2。
2.3 样品处理方式的讨论分析
岩石样品的溶解方式通常为酸溶解和碱溶解，其中碱溶解岩石样品比较完全，但是碱溶解会引入比较多的基体元素包括钾元素和钠元素等，而且碱溶的操作比较复杂，因此该文使用酸溶的方法。不同的酸溶体系对样品的溶解程度不相同。可以作为溶解样品的酸有盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸、王水、磷酸、硫酸等，但是由于磷酸和硫酸的粘度很大，导致样品溶液进入ICP中的雾化器后雾化效率低，如果要采用硫酸和磷酸，需要使用很低的浓度，因此本文排除这两种酸。该文选用硝酸-氢氟酸-高氯酸的混合酸体系进行溶解，然后继续用王水继续溶解，能够保证岩石样品得到充分的分解，保证了测试结果的回收率和准确性。
2.4 干扰元素的分析
该文通过实验得出，将样品按照标准的处理方法进行处理后，样品中的铁、锌、铜、锰、钛、钙、镁等元素对于金属钨的测试都影响不明显，因此本文不需要采用一些金属掩蔽剂来对这些元素进行预处理。
3 结语
该文采用电感耦合等离子体-质谱法（ICP-MS）测试岩石样品中的钨含量，样品的前处理比较简单和安全，样品测试结果的精确度和准确度都能够满足测试的需求，相对标准偏差RSD（n=6）小于2.0%，加标回收率落在95%～105%的范围内，方法的检出限为0.1 μg/g，也比较低，能够检测样品中钨含量比较少的样品。本方法快速、简便，适合于大批量的样品的检测，因此值得推广。
参考文献
[1] 王蕾，何红蓼，李冰.碱熔沉淀ICP-MS法测定地质样品中的多元素[J].岩矿测试，2003，22（2）：86-92.
[2] 胡净宇，王海舟.ICP-MS在冶金分析中的应用进展[J].冶金分析，2001，21（6）： 27-32.
[3] 何蔓，胡斌，江祖成.用于研究ICP-MS中基体效应的逐级稀释法[J].高等学校化学学报，2004，25（12）：2232-2237.
[4] 刘湘生，蔡绍勤，刘凤粉，等.电感耦舍等离子体质谱法测定高纯氧化钆中痕量稀土杂质[J].分析化学，1997，25（6）：652.
[5] 刘晶磊，章新泉，童迎东.电感耦合等离子质谱法测定高纯氧化铒中14种稀土杂质[J].分析化学，1997，25（12）：1417.