CN109142327A - 应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用石墨炉消解‑电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法,包含以下步骤：1)试样的制备；2)试样溶液的制备；3)测定次数；4)空白试验；5)工作曲线绘制；6)测定及分析。本发明方法操作简单、检测速度快、成本低，准确度和精密度能够满足进出口硫磺中Hg、Fe、As、Pb、Cu、Cd元素含量的测定要求，具有检测周期短、结果准确、节省试剂和人员投入的优点，完全可以满足外贸对检验检疫快速检测的要求，具有较强的实用性，能广泛推广使用。

Description

应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中 铜铁汞等6种微量元素的方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法。

背景技术

硫磺是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、农业、纺织、电子、医药、化妆品等领域，在国民经济中占有特殊地位。随着科技的进步和经济的飞速发展，我国对进口硫磺的需求量越来越大，品质也越来越高。硫磺是从硫铁矿、冶金工业副产品、石油和天然气回收制得，因此硫磺中存在着一些有害杂质元素如砷、铅、汞、镉和微量元素如铁、铜等元素，影响产品的质量等级和用途。因此，硫磺中有害元素和微量元素的检测对于保护环境安全和人体健康具有重要的意义。在硫磺的交易中除需检测主含量硫、水分、有机物外，还需测定有害及杂质元素砷和铁。目前，测定硫磺中金属杂质的方法有：分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、催化极谱法、氢化物-原子荧光光谱法等。这些方法中有的溶样不完全、操作繁琐费时、所用试剂挥发性与毒性大、污染环境、危害人体健康，与目前提出的无污染绿色化学分析方法想违背。虽然我国已有工业硫磺中测定砷的标准GB/T 2449-2014，但是该方法灵敏度远达不到高纯硫磺中砷的分析要求，且一般只能进行单元素的测定，难以满足快速大通关对检测时限的要求，并且部分检验项目没有标准和相关方法。硫磺样品的前处理通常采用Br₂-CCl₄溶解法、发烟硝酸法、氧弹燃烧法、硫化铵溶样法和微波消解法，Br₂-CCl₄样品处理繁琐费时，所用试剂具有挥发性，毒性大，污染环境，危害人体健康；发烟硝酸法所用试剂量大，会产生大量的废气污染环境；氧弹燃烧法造成易挥发组分的损失；硫化铵溶样法中虽无环境污染，但硫化铵味臭，操作环境差；微波消解法相对条件要求高，一次溶样数目少，清洗过程较繁琐；分光光度法、原子吸收法等检测方法测定灵敏度不高且一般只能进行单元素的测定，不满足口岸检测单位对硫磺快速分析与实现大通关的要求。

发明内容

本发明的目的是得到一种应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法，以提供准确度高，选择性好，分析速度快，应用范围广，一次性溶解大量样品，效率高，溶解效果好，操作简单。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法,包含以下步骤：

1)试样的制备

硫磺样品通过粉碎研磨，使其粒度小于250μm，干燥备用；

2)试样溶液的制备

称取硫磺0.2g于石墨炉消解罐中，加入3mL无水乙醇和5mL10％的NaOH溶液于120℃保持40min充分消解，打开消解罐缓慢加入7ml的H₂O₂溶液氧化，冷却至室温，再加入适量硝酸溶液调节pH至微酸性环境，消解液转移到50mL的溶样瓶中，超纯水稀释至刻度处，摇匀，按仪器工作条件进行分析；

3)测定次数

对同一试样，独立测定三次，结果取其平均值；

4)空白试验

每次操作，都在相同的条件下和试样平行分析两个空白试验；

5)工作曲线绘制

配制适合实验室检测样品浓度的标准曲线系列，制作待测元素校准工作曲线，Fe、Cu、As、Cd、Pb、Hg的浓度范围：0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0ug/ml；

6)测定及分析

电感耦合等离子体光谱仪测定条件：冲洗泵速50rpm，分析泵速50rpm，泵稳定时间5s，泵管类型：聚乙烯，RF功率1150w，辅助气流量0.5L/min，雾化器气体流量0.5L/min，垂直观测高度15mm，测量方式：重复次数3；

分析流程：仪器优化调谐→标准样品曲线测定→未知样品测定→数据初步整理→分析结果计算→精密度。

进一步地，步骤2)中的硫磺重量精确到0.0001g。

与现有技术相比，本发明操作简单、缩短消解时间、酸耗量少、不需要昂贵的消解设备、降低样品污染、减少易挥发组分的损失，样品的平行性、重复性好。电感耦合等离子体光谱仪具有线性范围宽、检出限低、多元素同时测定、元素之间的干扰少、能适应不同样品的基体、准确度和精密度高、分析速度快且检测模式灵活多样。具有较好的回收率，应用于样品测定取得了满意的结果。该方法的研究成功大大提高检验检疫工作的效率，保证货物通关的顺利进行，为检验检疫系统提供一个行业标准。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

研究方案：利用石墨炉碱溶消解进行样品溶解，ICP快速、准确测定硫磺中砷、镉、铜、铁、铅、汞6种元素的含量。

技术路线：样品→粉碎→称样→样品溶解→仪器优化→原子吸收光谱仪测定样品中待测元素含量→收集数据并进行计算→结果讨论→方法进一步摸索→比较测量结果→优化方案。

调研和实验部分：

搜集和分析国内外相关标准和资料，并通过大量样品实验，确定技术路线和实验方案。采用购买的有证单标元素配制混合标准溶液，配制标准系列，用石墨炉碱溶消解法对样品进行消化处理，用ICP测定硫磺中的6种元素，达到了快速准确检测的目的。

一种应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法,包含以下步骤：

1)试样的制备

硫磺样品通过粉碎研磨，使其粒度小于250μm，干燥备用；

2)试样溶液的制备

称取硫磺0.2g于石墨炉消解罐中，加入3mL无水乙醇和5mL10％的NaOH溶液于120℃保持40min充分消解，打开消解罐缓慢加入7ml的H₂O₂溶液氧化，冷却至室温，再加入适量硝酸溶液调节pH至微酸性环境，消解液转移到50mL的溶样瓶中，超纯水稀释至刻度处，摇匀，按仪器工作条件进行分析；

3)测定次数

对同一试样，独立测定三次，结果取其平均值；

4)空白试验

每次操作，都在相同的条件下和试样平行分析两个空白试验；

5)工作曲线绘制

配制适合实验室检测样品浓度的标准曲线系列，制作待测元素校准工作曲线，Fe、Cu、As、Cd、Pb、Hg的浓度范围：0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0ug/ml；

6)测定及分析

电感耦合等离子体光谱仪测定条件：冲洗泵速50rpm，分析泵速50rpm，泵稳定时间5s，泵管类型：聚乙烯，RF功率1150w，辅助气流量0.5L/min，雾化器气体流量0.5L/min，垂直观测高度15mm，测量方式：重复次数3；

分析流程：仪器优化调谐→标准样品曲线测定→未知样品测定→数据初步整理→分析结果计算→精密度。

精密度包括重复性和再现性，参见表1-2。

表1 6种元素的回归方程及方法学考察

表2 6种元素重复性实验及加标回收率

与现有技术相比，本发明提出的ICP法快速同时检测As,Fe,Hg等元素含量方法，ICP工作温度比较高，对大多数元素都有很高的分析灵敏度，它还是涡流态，由此形成的趋肤效应的影响，使得测定的线形范围有了很大的扩展(通常可以达到4-5个数量级)。该方法操作简单、检测速度快、成本低，准确度和精密度能够满足进出口硫磺中砷、镉、铁、铅、汞等元素含量的测定要求，具有检测周期短、结果准确、节省试剂和人员投入的优点，完全可以满足外贸对检验检疫快速检测的要求，具有较强的实用性，能广泛推广使用。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种应用石墨炉消解-电感耦合等离子体光谱法同时测定硫磺中铜铁汞等6种微量元素的方法,其特征在于，包含以下步骤：

1)试样的制备

硫磺样品通过粉碎研磨，使其粒度小于250μm，干燥备用；

2)试样溶液的制备

称取硫磺0.2g于石墨炉消解罐中，加入3mL无水乙醇和5mL10％的NaOH溶液于120℃保持40min充分消解，打开消解罐缓慢加入7ml的H₂O₂溶液氧化，冷却至室温，再加入适量硝酸溶液调节pH至微酸性环境，消解液转移到50mL的溶样瓶中，超纯水稀释至刻度处，摇匀，按仪器工作条件进行分析；

3)测定次数

对同一试样，独立测定三次，结果取其平均值；

4)空白试验

每次操作，都在相同的条件下和试样平行分析两个空白试验；

5)工作曲线绘制

配制适合实验室检测样品浓度的标准曲线系列，制作待测元素校准工作曲线，Fe、Cu、As、Cd、Pb、Hg的浓度范围：0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0ug/ml；

6)测定及分析

电感耦合等离子体光谱仪测定条件：冲洗泵速50rpm，分析泵速50rpm，泵稳定时间5s，泵管类型：聚乙烯，RF功率1150w，辅助气流量0.5L/min，雾化器气体流量0.5L/min，垂直观测高度15mm，测量方式：重复次数3；

分析流程：仪器优化调谐→标准样品曲线测定→未知样品测定→数据初步整理→分析结果计算→精密度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中的硫磺重量精确到0.0001g。