电感耦合等离子体原子发射光谱法测定精炼剂中的钠钾钙

霍 艳，姜 辰，李延珍，史丹丹

（航鑫材料科技有限公司，山东 龙口 265700）

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-oES）具有检出限低、灵敏度高、精密度高等优点，被广泛应用于环保[1]、食品[2]、化工[3]、材料[4]等行业。变形铝及铝合金用熔剂中各元素含量的检测无相关检测标准，且近年来未有报道。因此，准确测定变形铝及铝合金用熔剂中大中量元素钠钾钙具有重要的意义。

目前，测定钠钾钙的方法主要有火焰原子吸收光谱法（AAS）及电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-oES）[5，6]。其中AAS法测定钠钾钙元素时，在测定过程中需加入电离抑制剂抑制电离干扰，该过程繁琐且成本较高。ICP-oES 法具有双向观测方式，其中轴向观测灵敏度高，可以观测样品溶液中含量较低的元素；径向观测灵敏度低，可以有效地获得信号补偿从而避免电离干扰。变形铝及铝合金用熔剂基体复杂，采用常规的外标法无法做到基体的准确匹配，从而无法准确检测样品中元素含量，而标准加入法[7，8]能够有效消除基体效应的影响。

本文以变形铝及铝合金用熔剂精炼剂为研究对象，采用盐硝混酸处理样品，采用ICP-oES 标准加入法检测精炼剂中的钠钾钙元素，旨在为研究精炼剂中的大中量元素提供一种快速、准确的检测方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

（1）电感耦合等离子体原子发射光谱仪（PE）。

（2）电子天平（METTLER）。

（3）超纯水机（Millipore）。

（4）钠、钾、钙标准溶液（1000μg/mL）。

（5）硝酸、盐酸（优级纯）。

（6）高纯氩气（纯度>99.999%）。

1.2 仪器参数

优化仪器参数，见表1。

表1 仪器工作参数

1.3 分析方法

称取0.5g 样品置于250mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入100mL盐硝混酸（3：1：4），低温加热至溶解完全，冷却至室温，移入1000mL 的塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

分取4 份4mL 上述溶液于4 个100mL 塑料容量瓶中，分别补加10mL 盐硝混酸（3：1：4），于其中3 个容量瓶中依次加入0.5mL、1.0mL、1.5mL 钠标准溶液（1000μg/mL），0.2mL、0.4mL、0.6mL 钾标准溶液（1000μg/mL），0.025mL、0.050mL、0.075mL钙标准溶液（1000μg/mL），用水稀释至刻度，混匀。各容量瓶中各元素浓度分别为：钠5mg/L，10mg/L，15mg/L，钾2mg/L，4mg/L，6mg/L，钙0.25mg/L，0.50mg/L，0.75mg/L。

在选定的最佳工作条件下，采用ICP-oES 标准加入法进行钠钾钙元素含量的同时测定。

2 结果与讨论

2.1 溶解条件的选择

ICP-oES 检测中，常用的酸溶解方式有盐酸、硝酸、盐硝混酸。本实验采用盐硝混酸（3：1：4）溶解样品，能够较好地完成溶解。

2.2 分析线的选择

选择被测元素的分析线必须考虑其灵敏度、背景干扰等因素。本实验经过综合筛选，选定各元素分析线分别为Na589.592nm，K766.490nm，Ca317.933nm。各元素分析线谱图见图1。

2.3 观测方向的选择

ICP-oES 采用空气切割尾焰，可进行轴向及径向观测方式。当元素浓度较高时，轴向模式响应强度远高于径向模式，轴向观测容易导致强度饱和。径向观测可以有效地获得信号补偿从而避免电离干扰。因此，采用径向观测更适用于钠钾钙元素的检测。

2.4 线性范围

在选定的最佳工作条件下，采用ICP-oES 标准加入法进行钠钾钙元素含量的同时测定，线性相关系数均达到0.999 以上。各元素标准曲线见图2。

2.5 精密度试验

按本方法工作条件，对样品进行11 次平行测定，结果显示各元素的相对标准偏差范围为1.01%～1.23%，表明本方法精密度良好。各元素精密度试验数据见表2。

表2 精密度试验

2.6 加标回收试验

为了验证分析结果的可靠性，应用本方法进行加标回收试验。结果表明各元素回收率在99.1%～108.0%之间，表明本方法准确度良好。各元素加标回收试验数据见表3。

3 结论

采用ICP-oES 标准加入法建立了同时测定精炼剂中钠钾钙元素的方法，重点探讨了溶解条件的选择、分析线的选择、观测方向的选择等问题，通过精密度、回收率试验，证明该方法操作简单、精密度高、准确度良好，能够满足精炼剂中钠钾钙元素的测定要求。

表3 加标回收试验