CN107991380B

CN107991380B - 一种icp-oes法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法

Info

Publication number: CN107991380B
Application number: CN201711268406.8A
Authority: CN
Inventors: 刘坤; 姜惠君; 俪聪; 李建
Original assignee: QUZHOU FLUORIDE AND SILICON RESEARCH INSTITUTES
Current assignee: QUZHOU FLUORIDE AND SILICON RESEARCH INSTITUTES
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: CN107991380A

Abstract

本发明公开了一种ICP‑OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，包括以下步骤：1)样品的预处理，2)配置标准溶液，3)绘制标准曲线，4)微量元素含量的计算。本发明无需消解、赶酸的处理过程，试剂用量少，减少了对环境的污染；可以同时分析多种微量元素的含量，具有快速高效的特点；适量硼酸的加入可以通过络合作用消除制样过程中的干扰因素，另外可以消除样品基体效应带来的影响，使测试精度提高。

Description

一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，尤其涉及一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法。

背景技术

三氟甲基磺酸(CF₃SO₃H)是一种有机超强酸，其酸性超过100％的硫酸，具有很强的腐蚀性和吸湿性。因其超强的耐热性和耐氧化还原性，常被用作超强酸催化剂应用于制药、化工、塑料、染料等行业。电子行业中，其衍生物三氟甲基磺酸锂是锂离子电池的重要原料之一；制药行业中，常用于蛋白质、类固醇、维生素等药物的合成。而在电子行业中，对高纯度三氟甲基磺酸中微量元素含量的要求却非常严格，三氟甲基磺酸中微量元素的含量将直接影响下游产品的产率和质量。因此，建立准确测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的分析方法，将有助于提高产品质量，改善生产工艺，这也成为有机氟化工行业的迫切需求。

ICP-OES(电感耦合等离子体原子发射光谱)作为一种快速发展的分析检测技术，具有线性范围宽、检出限低、精密度高等特点，可以进行多元素快速分析。因此，可以将ICP-OES用于三氟甲基磺酸中的微量元素。ICP-OES测试有机物(如柠檬酸，详见专利CN103018316)或土壤(详见CN103185681)等固体样品中微量元素含量时，需要首先对样品进行消解处理，以获得待测试元素的溶液(其余物质已经通过消解过程除去)。但三氟甲基磺酸在开放环境下会产生大量酸性烟雾，受热时更为严重，容易对周围设施造成腐蚀或对人员造成伤害，因此不能用消解的方法处理样品。解决的方法是直接将样品溶解在水中进行分析，但是此时样品中有大量非待测元素存在，会影响最终的测试精度，如何准确分析三氟甲基磺酸中微量元素的含量是一个噬待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法的技术方案，该方法的测试精度高、且可以有效预防仪器被腐蚀。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)样品的预处理：称取等量的6份样品，采用冷却过的超纯水分别溶解后转移至6个100ml容量瓶中，备用；

2)配置标准溶液：将步骤1)中配置的样品按照1～6编号，并分别加入不同量的Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液，然后向6份样品中分别加入等量硼酸溶液，定容制得待测液；

3)绘制标准曲线：对步骤2)中制得的待测液，使用ICP-OES进行测定，得到信号强度与各元素浓度的工作曲线，以各元素溶液的浓度为横坐标，发射光谱的光谱强度为纵坐标绘制各待测元素的校正曲线；

4)微量元素含量的计算：根据步骤3)中绘制的标准曲线，计算出各元素的含量。

进一步，步骤1)中的样品的溶解过程为用取样针将样品缓慢加入到冷却过的超纯水中，并不断搅拌溶解直至样品完全加入全部溶解，防止混合后过度放热样品溅出，样品的量为0.1000～10.0000g，超纯水电导率不低于18.25MΩ·cm，样品为三氟甲基磺酸，纯度大于98％。

优选的，样品的量为4.9000～5.1000g。

进一步，步骤2)中的Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液的浓度为50～1500mg·L^-1，加入量为0～10ml，标准溶液为各元素的混合标准溶液，为国家标准物质。

优选的，Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液的浓度为100～1000mg·L^-1，加入量为0～2ml。

进一步，步骤2)中的硼酸溶液的浓度0.01～3.5％，加入量为1～5ml。

优选的，硼酸溶液的浓度为2.5％，硼酸溶液的加入量为3ml。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明无需消解、赶酸的处理过程，试剂用量少，减少了对环境的污染；可以同时分析多种微量元素的含量，具有快速高效的特点；适量硼酸的加入可以通过络合作用消除制样过程中的干扰因素，另外可以消除样品基体效应带来的影响，使测试精度提高。

具体实施方式

本发明一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，首先将样品溶于冷却过的高纯水中并加入不同浓度的标准溶液，配置成一定梯度的标准曲线，采用标准加入法使用ICP-OES耐氢氟酸进样系统进行测试，校正仪器和数据库后，进行背景校正消除光谱间的干扰，测试后选择最佳分析谱线进行分析。

一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，包括以下步骤：

1)样品的预处理：将冷却过的高纯水约50ml置于烧杯中，用取样针将约5g样品缓慢加入到烧杯中，并不断搅拌使热量快速散发，至室温后，将溶液转移至100ml容量瓶中，摇匀，备用。使用上述方法，称取等量样品，制备6个相同的样品溶液，并编号1～6，备用；

样品的溶解过程为用取样针将样品缓慢加入到冷却过的超纯水中，并不断搅拌溶解直至样品完全加入全部溶解，防止混合后过度放热样品溅出，样品的量为0.1000～10.0000g，超纯水电导率不低于18.25MΩ·cm，样品为三氟甲基磺酸，纯度大于98％，优选的，样品的量为4.9000～5.1000g。

2)配置标准溶液：将步骤1)中配置的样品按照1～6编号，并分别加入不同量的Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液，然后向6份样品中分别加入等量硼酸溶液，Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液的浓度为50～1500mg·L^-1，加入量为0～10ml，标准溶液为各元素的混合标准溶液，为国家标准物质，优选的，Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液的浓度为100～1000mg·L^-1，加入量为0～2ml，硼酸溶液的浓度0.01～3.5％，加入量为1～5ml，优选的，硼酸溶液的浓度为2.5％，硼酸溶液的加入量为3ml，定容制得待测液；

按表1中的量分别向容量瓶中加入Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液，加入3ml2.5％的硼酸，定容至刻度，摇匀，制得各待测元素的一系列标准溶液。

表1标准溶液的加入量

根据表1配置好各元素的标准溶液后，可保证系列标准溶液中可同时测定各元素的质量百分比范围如下：

3)绘制标准曲线：对步骤2)中制得的待测液，使用ICP-OES进行测定，ICP-OES使用岛津ICPE-9000型ICP电感耦合等离子体直读光谱仪，仪器开机稳定2h后，优化得到仪器的最佳工作参数为：雾化器流量：0.5L/min，功率：1.2KW，辅助气体流量：0.2L/min，氩气纯度：99.99％，样品进样分析延迟时间：15s，重复次数：3次。

对步骤2)中配置的一系列标准溶液进行测定，得到信号强度与各元素浓度的工作曲线，以各元素溶液的浓度为横坐标，发射光谱的光谱强度为纵坐标绘制各待测元素的校正曲线；

4)微量元素含量的计算：根据步骤3)中绘制的标准曲线，计算出各元素的含量。对标准曲线进行背景校正后，选择各元素的最佳分析波长(见表2)，测定步骤(2)中所配置溶液中各元素的光谱强度，结合标准曲线计算得出样品溶液中各元素的含量，其中，各金属元素含量的计算公式如下(mg·L^-1)：

其中，Cx为测得样品浓度，单位为mg·L^-1；V为定容体积，单位为ml；m为称样量，单位为g。

元素	波长/nm	检出限DL/mg.L<sup>-1</sup>
			Ca	317.933	0.01
Cr	267.716	0.02
			Fe	238.204	0.05
K	766.490	0.10
			Na	589.592	0.10
Ni	231.604	0.03
			Pb	220.353	0.01
Zn	202.548	0.01

表2各元素的最佳分析波长及检出限

实施例1

以购买的某公司三氟甲基磺酸试剂(纯度为98.5％)为样品，测定其微量元素的含量。

(1)样品溶液的制备：将冷却过的高纯水50ml置于烧杯中，用取样针将约5g样品缓慢加入到烧杯中，并不断搅拌使热量快速散发，至室温后，将溶液转移至100ml容量瓶中，摇匀，备用。使用上述方法，称取等量样品，分别制备6个相同的样品储备溶液，备用。

(2)标准溶液的制备：本方法中分别配制Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液。按表1中的量分别向容量瓶中加入Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn等元素的标准溶液，之后向容量瓶中加入3ml 2.5％的硼酸溶液，定容至刻度，摇匀，制得各待测元素的一系列标准溶液。标准溶液的加入量见表1。

(3)样品测定：测定样品溶液中各元素的光谱强度，由校正曲线计算得出待测溶液中各元素的含量(mg·L^-1)，通过公式可计算出样品中各元素的含量，连续测定三次，计算结果如表3所示。

表3实施例1结果对比

精密度实验：以购买的某公司三氟甲基磺酸试剂(纯度为98.5％)为试样，依次测定样品溶液中多种元素的含量，每份样品溶液重复测定10次，每个待测元素各得到10次测定值，计算各元素含量测定的平均值与相对标准偏差，样品的测试步骤同实施例1，结果如表4所示。

准确度实验：以购买的某公司三氟甲基磺酸试剂(纯度为98.5％)为试样，样品的测试步骤同实施例1，实验所得加标回收率见表5。

表4平均值及相对标准偏差

表5回收率测定结果

对比例1～3

除下述不同之外，其余同实施例1：对比例1中，不加硼酸溶液；对比例2中，硼酸溶液0.9ml；对比例3中，硼酸溶液5.2ml；通过对比例1、2、3的对比发现，硼酸溶液的加入量在1ml～5ml时，各元素的发射强度能够满足测试要求，优选3ml，结果见表6。

表6硼酸加入量结果对比

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）样品的预处理：称取等量的6份样品，采用冷却过的超纯水分别溶解后转移至6个100ml容量瓶中，备用；所述样品的溶解过程为用取样针将样品缓慢加入到冷却过的超纯水中，并不断搅拌溶解直至样品完全加入全部溶解，所述样品的量为0.1000～10.0000g，超纯水电导率不低于18.25MΩ·cm；

2）配置标准溶液：将步骤1）中配置的样品按照1～6编号，并分别加入不同量的Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn元素的标准溶液，然后向6份样品中分别加入等量硼酸溶液，定容制得待测液；所述Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn元素的标准溶液的浓度为50～1500mg·L^-1，加入量为0～10ml；所述硼酸溶液的浓度为0.01～3.5%，加入量为1～5ml；

3）绘制标准曲线：对步骤2）中制得的待测液，使用ICP-OES进行测定，得到信号强度与各元素浓度的工作曲线，以各元素溶液的浓度为横坐标，发射光谱的光谱强度为纵坐标绘制各待测元素的校正曲线；

4）微量元素含量的计算：根据步骤3）中绘制的标准曲线，计算出各元素的含量。

2.根据权利要求1所述的一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，其特征在于：所述样品的量为4.9000～5.1000g。

3.根据权利要求1所述的一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，其特征在于：所述Ca、Cr、Fe、K、Na、Ni、Pb、Zn元素的标准溶液的浓度为100～1000mg·L^-1，加入量为0～2ml。

4.根据权利要求1所述的一种ICP-OES法测定三氟甲基磺酸中微量元素含量的方法，其特征在于：所述硼酸溶液的浓度为2.5%，所述硼酸溶液的加入量为3ml。