ICPAES測定鎂鈣鋁鈦鋯

陶瓷中元素的化學分析多采用容量分析法和分光光度法，在分析過程中常常需要嚴格控制溶液的各項反應條件，操作較為復雜、繁瑣；多元素的同時測定或順序測定多采用ＩＣＰ－ＡＥＳ法，它具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬等優點而廣泛應用于各個行業。由于陶瓷產品具有高密度、耐腐蝕和耐高溫等特點，多采用氫氧化鈉、碳酸鈉、過氧化鈉熔樣，存在熔劑量多，溶液的鹽分較高，ＩＣＰ檢測時，不利于溶液的提取和霧化，背景干擾也較強等不利因素。采用Ｌｉ２Ｂ407熔樣，可以明顯克服這方面的影響因素，為此，本文參照Ｗａｌｓｈ Ｊ Ｎ．推薦的熔樣法，改ＬｉＢＯ２為Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７，用高頻熔樣ＩＣＰ－ＡＥＳ法，測定陶瓷中的Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ和Ｚｒ等金屬元素，經回收驗證及比較，證明本法簡便、靈敏、快速，切實可行。

陶瓷中元素的化學分析多采用容量分析法和分光光度法，在分析過程中常常需要嚴格控制溶液的各項反應條件，操作較為復雜、繁瑣；多元素的同時測定或順序測定多采用ＩＣＰ－ＡＥＳ法，它具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬等優點而廣泛應用于各個行業。由于陶瓷產品具有高密度、耐腐蝕和耐高溫等特點，多采用氫氧化鈉、碳酸鈉、過氧化鈉熔樣，存在熔劑量多，溶液的鹽分較高，ＩＣＰ檢測時，不利于溶液的提取和霧化，背景干擾也較強等不利因素。采用Ｌｉ２Ｂ407熔樣，可以明顯克服這方面的影響因素，為此，本文參照Ｗａｌｓｈ Ｊ Ｎ．推薦的熔樣法，改ＬｉＢＯ２為Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７，用高頻熔樣ＩＣＰ－ＡＥＳ法，測定陶瓷中的Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ和Ｚｒ等金屬元素，經回收驗證及比較，證明本法簡便、靈敏、快速，切實可行。
　　１、實驗部分
　　１．１儀器與試劑
　　ＩDGS-Ⅲ型等離子體原子發射光譜儀（國產泰倫）；ｐＨＳ－２型酸度計；3371Ｅ型高頻自動熔樣爐及Ｐｔ－Ａｕ坩堝；所有玻璃器具使用前均用（１＋１）ＨＣｌ浸泡，以防止鐵沾污。
　　標準溶液：用光譜純的金屬氧化物或鹽類配成1.000ｍｇ/ｍＬ的單元素標準貯備液，然后根據不同元素測定的需要，配制成適當濃度的標準溶液（溶液的zui終酸度用鹽酸控制在１０％以內，以適宜ＩＣＰ－ＡＥＳ法的測定）。
　　Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、ＫＢｒ、ＨＣｌ均為優級純；水為亞沸蒸餾水。
　　１．２樣品處理
　　精確稱取樣品0.4000ｇ于Ｐｔ－Ａｕ坩堝中，加2.000ｇ固體Ｌｉ２Ｂ407，約６０ｍｇ的ＫＢｒ，攪勻，在高頻爐上自動熔樣，冷卻，將熔好的熔珠扣出，放入一加有３０ｍｌ鹽酸和５０ｍｌ水的燒杯中，在電熱板上加熱至熔珠完全溶解，試液清澈透明，取下冷卻，轉移至500ｍｌ容量瓶中，定容，溶液的酸度盡可能與各標準溶液的酸度一致，以消除酸度對分析結果的影響，同時配制空白溶液一份，待測。
　　２、結果與討論
　　２．１試樣的分解
　　陶瓷樣品多采用無水Ｎａ２ＣＯ３和Ｈ２Ｂ４Ｏ７熔解，須用小火烘焙除去水分再在高溫下熔融，然后用稀鹽酸小心加熱溶解。操作步驟繁多，費力費時，引入試劑較多。由干堿金屬的硼酸鹽具有很好的熔解能力，故本文選用Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７，它較ＬｉＢＯ２成本低，熔融體流動性大，易成球易脫落，且本文用高頻電感熔樣，溫度高速度快，６ｍｉｎ即可制得樣品熔珠，ＫＢｒ的存在，使熔珠更容易脫離坩堝，在酸溶液中自動溶解。
　　２．２儀器的工作參數的優化
　　高頻爐：熔解時間３ｍｉｎ，搖轉時間３ｍｉｎ。
　　ＩＣＰ－ＡＥＳ工作參數主要指高頻發生器的入射功率、載氣壓和觀察高度。這些參數與元素的物理化學性質有著復雜的關系，一般只能通過試驗方法進行選擇。取標準溶液，考察載氣量及功率的影響，在不同的條件下測背景等效濃度（ＢＥＣ），根據ＢＥＣ同時為zui小時的條件為工作條件。本文確定的優化條件為：選擇射頻功率1200Ｗ，載氣1.2Ｌｍｉｎ，冷卻１２Ｌｍｉｎ，等離子氣1.2Ｌｍｉｎ，凈化氣３．０Ｌｍｉｎ，觀察高度１５ｍｍ，積分時間３ｓ（取３次測量平均值）。
　　２．３分析線的選擇
　　用混合標準溶液在各分析線波長處依次掃描并做對照。根據計算機顯示的譜線及背景的輪廓和強度值，本文選擇分析線為：Ｍｇ 285．213ｎｍ、Ｃａ 317．933ｎｍ、Ｆｅ 238.204ｎｍ、Ａｌ396．152ｎｍ、Ｔｉ 334．941ｎｍ、Ｚｒ 343．823ｎｍ。
　　２．４元素間的干擾
　　２．４．１ ＨＣｌ的干擾
　　ＨＣｌ的干擾較小，盡管如此，本文向校準曲線溶液加入與試樣溶液同等濃度的ＨＣｌ以匹配，消除鹽酸的干擾。
　　２．４．２ Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７的干擾
　　由于在實驗過程中引入了大量堿金屬Ｌｉ，考察了堿金屬Ｌｉ對待測元素的光譜干擾，結果表明，堿金屬Ｌｉ作為基體在常規觀測域對待測元素Ｃａ、Ｆｅ、Ａｌ有明顯的增感效應，因此，必須在繪制校準曲線時進行基體匹配。
　　２．４．３ 待測元素間的干擾
　　考察了高含量元素Ａｌ對低含量元素Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｔｉ和Ｚｒ的干擾情況，從疊加的掃描圖可以看出，Ａｌ對所選的分析線不存在明顯的光譜干擾，卻使部分元素的背景有所改變，在標準溶液中匹配與樣品含量相近的Ａｌ以消除對測定的影響，分別測定Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｔｉ和Ｚｒ元素標準溶液（１００μｇｍＬ）及混合標準工作溶液的譜線強度變化，試驗結果經檢驗，說明Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｔｉ和Ｚｒ元素間基本無干擾，無須采用標準溶液的匹配。
　　２．５ 方法的檢出限
　　通過譜線掃描選擇分析線，繪制標準曲線后，用空白溶液連續測定１０次，取３倍標準偏差所對應的濃度為各元素的測出限。本方法測得的檢出限見表１　。
　　表１ 方法的檢出限（μｇｍＬ）

２．６ 樣品加標回收及精密度
　　采用本法對同一陶瓷樣品連續測定１０次，計算其相對標準偏差，并進行加標回收，其分析結果見表２　。
　　表２ 樣品的分析結果

３、結論
　　從本方法的精密度、回收率以及與原子吸收法的結果數據比較來看，本方法可有效測定陶瓷中的多種元素，具有較高的精密度和準確度。