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Plasma 3000型全譜電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測(cè)試高純氯化銨中痕量元素含量
前言
氯化銨,，簡(jiǎn)稱氯銨,，是一種無機(jī)物，化學(xué)式為NH4Cl,，是指鹽酸的銨鹽,，多為制堿工業(yè)的副產(chǎn)品。含氮24%?26%,，呈白色或略帶黃色的方形或八面體小結(jié)晶,，有粉狀和粒狀兩種劑型，粒狀氯化銨不易吸濕,，易儲(chǔ)存,，而粉狀氯化銨較多用作生產(chǎn)復(fù)肥的基礎(chǔ)肥料。氯化銨用于稻田肥效較高而且穩(wěn)定,，因?yàn)槁燃瓤梢种频咎锵趸饔?，又有利于水稻莖稈纖維形成，增加韌性,，減少水稻倒伏和病蟲侵襲,。氯化銨的用途：1.可用作原料，制造干電池和蓄電池,、其他銨鹽,、電鍍添加劑、金屬焊接助熔劑,；2.用作染色助劑,，也用于鍍錫和鍍鋅、鞣革,、醫(yī)藥,、制蠟燭、黏合劑、滲鉻,、精密鑄造,；3.用于醫(yī)藥、干電池,、織物印染,、洗滌劑。2023年10月5日,，美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第六種基本味道的證據(jù),，這種味道就是“氯化銨”。因此準(zhǔn)確測(cè)定高純氯化銨中的痕量元素Al,、Ca,、Mg、Mn,、Zn,、Pb、As,、Fe,、Cd是其應(yīng)用的重要保證。
目前,，關(guān)于氯化銨的分析方法,，在國標(biāo)《GB/T 658-2006 氯化銨》和《GB/T 2946-2018 氯化銨》都是比濁法、比色法,、原子吸收法,、火焰光度法。這些方法幾乎都有分析程序長,、操作較復(fù)雜,、只可單元素測(cè)定的缺點(diǎn)。因此本文選用國產(chǎn)全譜電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀Plasma 3000,，具有可同時(shí)測(cè)定多種元素,、分析速度快，檢出限低并且精密度良好,，動(dòng)態(tài)范圍寬等特點(diǎn),。
圖1 某公司生產(chǎn)的高純氯化銨樣品
圖2 Plasma 3000電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀
實(shí)驗(yàn)部分
1.1 試劑、材料和設(shè)備
1.無特殊說明,，本標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)所用水為GB/T 6682中規(guī)定的一級(jí)水,；
2.鹽酸；
3.塑料容量瓶,；
4.微量移液器,；
5.氬氣（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%）,；
6.電子天平；
7.電熱板,；
8.玻璃進(jìn)樣系統(tǒng),；
其他特殊設(shè)備；
1.2 樣品制備與前處理
按照HG/T 3921 化學(xué)試劑采樣及驗(yàn)收規(guī)則或相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取樣和制樣,。
標(biāo)準(zhǔn)加入法：稱取適量高純氯化銨試樣于聚四氟乙烯燒杯中,，用少量去離子水潤濕樣品后，加鹽酸,、純水,，將試樣置于電熱板于100℃左右加熱，待鹽類溶解干凈后,，取下冷卻至室溫,，將樣品無損耗轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，在后5個(gè)瓶內(nèi)分別加入4,、10,、20,、40,、80μg混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到濃度為0.08,、0.20,、0.40、0.80,、1.60μg/mL標(biāo)準(zhǔn)加入曲線,，以水定容，搖勻待測(cè),。
1.3 標(biāo)準(zhǔn)加入法混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
如下表,，分別移取Al、Ca,、Mg,、Mn、Zn,、Pb,、As、Fe,、Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為1000）2.00mL于50 mL容量瓶中,，加入1.00 mL鹽酸（MOS級(jí)），稀釋至刻度,，搖勻,，得到混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為40.00μg/mL,，再按照下表從混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別移取，配制到溶解好的樣品溶液中,，配制成濃度如下表的標(biāo)準(zhǔn)加入法混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,。
表1標(biāo)準(zhǔn)加入法混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
1.4 儀器設(shè)備參數(shù)
表2 儀器設(shè)備參數(shù)
結(jié)果與討論
2.1 分析方法的選擇和待測(cè)元素譜線選擇
由于高純氯化銨中的痕量元素含量本身比較低，需要多稱樣品來提高溶液中被分析元素濃度,，外加本實(shí)驗(yàn)室也沒有合適的高純氯化銨來進(jìn)行基體匹配,，如果單純用水標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法來測(cè)高純氯化銨，由于氯化銨的高濃度而產(chǎn)生嚴(yán)重的鹽效應(yīng)和基體效應(yīng),，從而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)較大誤差,，因而更好的選擇是標(biāo)準(zhǔn)加入法。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法,，標(biāo)準(zhǔn)曲線中的基體和樣品基體已大體相似,，能夠克服鹽效應(yīng)和基體效應(yīng)。
表3 待測(cè)元素譜線選擇和元素條件
在測(cè)定中,，遵循低含量元素用靈敏線,，高含量元素次靈敏線的原則，從基體干擾和背景校正兩方面考慮選出各元素的最佳測(cè)定譜線(見表3),。只考慮光譜干擾和背景影響來確定分析譜線,，選擇靈敏度高且無共存元素干擾的譜線作為分析線，為提高靈敏度,，對(duì)多數(shù)低含量分析元素采用扣除背景方式進(jìn)行測(cè)定,。
圖3 Al元素譜圖及工作曲線
圖4 Pb元素譜圖及工作曲線
圖5 As元素譜圖及工作曲線
（由于篇幅太長、其他元素譜圖和工作曲線省略）
從各元素譜圖和線性關(guān)系來看,，符合方法學(xué)要求,，均滿足測(cè)試的需要。
2.2 精密度
參照GB/T 6379.2-2004測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度) 第2部分,；確定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法分別對(duì)同一樣品在重復(fù)條件下進(jìn)行7次平行實(shí)驗(yàn)得到精密度,，其結(jié)果如表4所示：
表4 精密度檢測(cè)數(shù)據(jù)
由于Pb、As和Al靈敏度相對(duì)較低,，而元素濃度也相對(duì)較低,、所以RSD%相對(duì)較高，但是完全滿足測(cè)試要求,。
2.3 方法檢出限和加標(biāo)回收率
先測(cè)試該方法的檢出限,，看是否滿足最低含量要求。由于沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品,，為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性,，通過樣品加標(biāo)液做回收率驗(yàn)證。
表5方法檢出限和加標(biāo)回收率
注1：此結(jié)果已接近方法的檢出限,，小于方法的定量限,，只能作為參考值,。
從檢出限和加標(biāo)回收率看，該方法能夠滿足分析測(cè)試的要求,。
結(jié)論
采用鋼研納克生產(chǎn)的Plasma 3000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀建立了高純氯化銨中痕量元素Al,、Ca、Mg,、Mn,、Zn、Pb,、As,、Fe、Cd含量的測(cè)定方法,，該方法經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)加入法克服鹽效應(yīng)和基體效應(yīng)的的雙重影響,。通過加標(biāo)回收率驗(yàn)證，其測(cè)試結(jié)果在允許差范圍內(nèi),，重復(fù)性均在要求范圍內(nèi),，可實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確測(cè)定高純氯化銨中痕量元素Al、Ca,、Mg,、Mn、Zn,、Pb,、As,、Fe,、Cd的含量。