CN109709050A - 一种金属元素的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属元素的分析检测技术领域，涉及一种用于检测空气中金属元素的分析检测方法，所述的方法涉及一种消电离剂溶液，该消电离剂溶液包含如下重量份原料：去离子水10~15份、氯化钾1~2份、氯化铷0.5~0.8份、改性氧化钇1~1.5份、盐酸溶液5~8份；其中，在样品溶液制备过程中，加入了消电离剂溶液，既避免传统方法中硝酸镧溶液与其他溶液混合形成络合物造成检测结果波动，能够准确、快速、稳定地测定空气中的金属元素及其化合物，又能避免传统方法中使用硝酸镧释放出剧毒的氮氧化物气体；该方法能显著降低检测误差，能获得较低检出限，稳定且重现性好。

Description

一种金属元素的检测方法

技术领域

本发明涉及金属元素的分析检测技术领域，涉及一种用于检测空气中金属元素的分析检测方法。

背景技术

为保证国民身体健康与经济发展，我国先后颁布实施了关于职业病防治与工作场所限值等方面的文件。在工作场所，空气中的固体有害金属元素污染物不可降解，有害金属元素的存在不仅严重污染了环境还对人体构成了极大的潜在威胁。目前空气中金属元素的测定方法有很多种，其中原子吸收分光光度法的应用最为广泛，以国家标准GBZ/T 300.22-2017的方法测定钾元素为例，该方法具有检出限低、准确度高、选择性好、分析速度快等优点，其原理是空气中气溶胶态水溶性钾及其化合物用微孔滤膜采集、消解后，在合适的波长条件下，用乙炔-空气火焰原子吸收光谱法对空气中气溶胶态水溶性钾及其化合物进行定性和定量分析。

然而，上述方法过程中一般需添加硝酸镧作为消电离剂，而硝酸镧遇可燃物着火时，能助长火势，与可燃物的混合物易于着火，并会猛烈燃烧；硝酸镧溶液与其他溶液混合，易形成络合物，在溶液中能均匀存在，导致钾离子在原子吸收分光光度计中检测结果极易波动，难以确定数据的真实性和稳定性；另外，硝酸镧高温时分解，释出剧毒的氮氧化物气体，对人体和环境构成潜在的威胁。

因此，我们需要一种既能够准确、快速、稳定地测定空气中气溶胶态水溶性钾及其化合物，又能避免使用硝酸镧而造成高温燃烧释出剧毒的氮氧化物气体的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种金属元素检测方法，该方法通过添加了经合理成分的合理配比的消电离剂溶液，既避免传统方法中的硝酸镧溶液与其他溶液混合形成络合物造成检测结果波动，又能避免传统方法中使用硝酸镧释放出剧毒的氮氧化物气体，还能显著降低检测误差，获得高回收率和低检出限，稳定且准确性好。

本发明所要提供的一种金属元素的检测方法，通过如下技术方案予以实现：

一种金属元素的检测方法，所述的方法采用一种消电离剂溶液，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水10~15份、氯化钾1~2份、氯化铷0.5~0.8份、改性氧化钇1~1.5份、盐酸溶液5~8份。

作为一种优选方案，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水12~13份、氯化钾1.2~1.8份、氯化铷0.6~0.7份、改性氧化钇1.3~1.4份、盐酸溶液6~7份。

作为一种最优方案，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水12.5份、氯化钾1.5份、氯化铷0.65份、改性氧化钇1.35份、盐酸溶液6.5份。

作为一种优选方案，所述的盐酸溶液为质量分数为15~20%的盐酸溶液。

作为一种优选方案，所述的改性氧化钇的制备方法，包含如下步骤：

（1）将氧化钇粉末、2-氨基乙烷亚磺酸加入乙醚和正丁醇混合液中，加热升温并搅拌；

（2）向步骤（1）中混合物中加入泊洛沙姆，加热并搅拌，过滤，烘干，即得所述改性氧化钇粉末。

作为一种优选方案，步骤（1）所述加热后的温度为50~60℃。

作为一种优选方案，步骤（1）所述搅拌时间为40~70min，搅拌速度为1000~1500r/min。

作为一种优选方案，步骤（1）所述乙醚和正丁醇混合液中乙醚和正丁醇的质量比为1：1.5~2.5；所述氧化钇粉末与2-氨基乙烷亚磺酸的质量比为10~15:1，所述氧化钇粉末与乙醚、正丁醇混合液的质量比为1：15~25。

作为一种优选方案，步骤（2）所述加热后的温度为65～85℃，搅拌50～70min，搅拌速度为1500~2000r/min；所加泊洛沙姆的质量为氧化钇粉末质量的0.3~0.8倍。

作为一种优选方案，所述的方法适用于检测空气中金属元素及其化合物。

作为一种优选方案，所述金属元素的检测方法采用原子吸收分光光度计采用原子吸收分光光度法进行，包含如下步骤：

（1）采样：装好微孔滤膜采样夹，在某生产工作场所中用空气采样器以2~5L/min采集12~16min空气样品；

（2）样品溶液制备：装有微孔滤膜的具塞比色管中加入 7~9 mL去离子水，洗脱12~15min，振摇，加0.12~0.18 mL消电离剂溶液，用去离子水稀释至 10.0 mL样品溶液供测定；

（3）标准曲线的制作：分别配制0.00μg/mL、0.05μg/mL、5.00μg/mL、20.00μg/mL、35.00μg/mL、50.00μg/mL的金属离子标准溶液，各含0.12~0.18 mL消电离剂溶液，用原子吸收分光光度法分别测量标准系列各浓度的吸光度，以测得的吸光度对相应的金属离子浓度(μg/mL)绘制标准曲线；

（4）样品溶液测定：用原子吸收分光光度法测定样品溶液和样品空白溶液，测得的吸光度值由标准曲线得出样品溶液中金属离子的浓度(μg/mL)，若样品溶液中金属离子浓度超过测定范围，用水稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。

作为一种优选方案，所述原子吸收分光光度计的设定参数包括燃烧高度为3~5mm，乙炔流量为2000~2300ml/min,空气流量为8500~9500ml/min。

有益效果：本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种金属元素的检测方法，该方法过程中添加了由按本发明所述方法制备得到的改性氧化钇和其他合理成分的合理配比而得到的消电离剂溶液，相比于传统方案，既避免传统方法中的硝酸镧溶液与其他溶液混合形成络合物造成检测结果波动，又能够准确、快速、稳定地测定空气中的金属元素及其化合物，避免了传统方法中使用硝酸镧释放出剧毒的氮氧化物气体；同时，该方法能显著降低检测误差，能进一步降低检出限、所得标准偏差小、检出限低，稳定且重现性好。

附图说明

图1为钾离子浓度与吸光度的线性关系的标准曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1金属元素的检测：

消电离剂包含如下重量份组分：去离子水12.5份、氯化钾1.5份、氯化铷0.65份、改性氧化钇1.35份、盐酸溶液6.5份。

所述的改性氧化钇的制备方法，包含如下步骤：

（1）将氧化钇粉末、2-氨基乙烷亚磺酸混合在乙醚和正丁醇混合液中，加热至55℃，搅拌55 min，搅拌速度为1200r/min；所述乙醚和正丁醇混合液中的乙醚与正丁醇的质量比为1：2.2；所述氧化钇粉末与2-氨基乙烷亚磺酸的质量比为13:1，所述氧化钇粉末与乙醚和正丁醇混合液的质量比为1：20；

（2）向步骤（1）中混合物中加入重量为氧化钇粉末0.5倍重的泊洛沙姆，加热至70℃，搅拌60 min，搅拌速度为1800r/min，过滤，烘干，即得所述改性氧化钇粉末。

所述金属元素的检测方法采用原子吸收分光光度计采用原子吸收分光光度法进行，包含如下步骤：

（1）采样：装好微孔滤膜采样夹，在某生产工作场所中用空气采样器以4L/min采集14min空气样品；

（2）样品溶液制备：装有微孔滤膜的具塞比色管中加入 9 mL水，洗脱14 min，振摇，加0.15 mL的65 g/L消电离剂溶液，用水稀释至 10.0 mL样品溶液供测定；

（3）标准曲线的制作：分别配制0.00μg/mL、0.05μg/mL、5.00μg/mL、20.00μg/mL、35.00μg/mL、50.00μg/mL的金属离子标准溶液，各含0.15 mL消电离剂溶液，用原子吸收分光光度法分别测量标准系列各浓度的吸光度，以测得的吸光度对相应的金属离子浓度(μg/mL)绘制标准曲线。

以钾元素测定为例：

用乙炔-空气火焰原子吸收分光光度计测定样品溶液和样品空白溶液，测得的吸光度值由标准曲线或回归方程得样品溶液中钾的浓度(μg/mL)，若样品溶液中钾浓度超过测定范围，用水稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。

所述乙炔-空气火焰原子吸收分光光度计的工作参数为：波长 589.0nm，燃烧高度为4mm，乙炔流量为2200ml/min,空气流量为9000ml/min。

线性分析：如图1所示，所得钾金属元素的线性方程为y = 0.0141x + 0.0026，线性关系r为0.999，所得方程的线性关系好，用本方法制作的标准曲线及其结果是可靠的，符合实际检测要求。

相对标准偏差：对同一批样品进行20次测定，测定结果相对标准偏差。

检出限：采用原子吸收分光光度法，在波长589.0nm、燃烧高度为4mm、乙炔流量为2200ml/min、空气流量为9000ml/min条件下测定吸光度，连续测定20次，计算检出限。

准确度的测定：为进一步考察该方法测空气中钾元素准确性，取同一批样品，加入一定的钾标准溶液，进行加样回收率试验，也按上述样品测定步骤进行5次测定，得出平均加标回收率。

实施例1所得标准偏差0.6 %，最低检出限为0.0005μg/mL；平均加标回收率为100.04 %。

对比例1

对比例1与实施例1的不同之处在于，所述消电离剂为用硝酸镧溶液代替本发明所述的消电离剂溶液，其余方法及步骤与实施例1相同，具体步骤依据标准GBZ/T 300.21-2017。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，在配制消电离剂溶液时以常规的氧化钇替代本发明所述的改性氧化钇，其余组分及含量相同；其余步骤及操作方法也相同。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于，在配制消电离剂溶液时不添加改性氧化钇，其余组分及含量相同；其余步骤及操作方法也相同。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

表1 各组别检出限分析

组别	实施例1	对比例1	对比例2	对比例3
					检出限 （μg/mL)	0.0005	0.02	0.07	0.13

以上数据表明，实施例1为最佳技术方案，该方法检出限低，相对标准偏差小，有良好的准确度和精密度，是准确可行的方法；由实施例1与对比例1可见，若按照标准GBZ/T300.21-2017的方法，得到的检出限远不如实施例1；同时，由实施例1与对比例2可知，若以常规的氧化钇替代本发明所述的改性氧化钇，会造成所得检出限增大；由实施例1与对比例2可得，若不添加本发明所述的改性氧化钇，所得到的检出限最大，效果最差。

Claims (10)

1.一种金属元素的检测方法，其特征在于，所述的方法采用一种消电离剂溶液，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水10~15份、氯化钾1~2份、氯化铷0.5~0.8份、改性氧化钇1~1.5份、盐酸溶液5~8份。

2.根据权利要求1所述的金属元素的检测方法，其特征在于，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水12~13份、氯化钾1.2~1.8份、氯化铷0.6~0.7份、改性氧化钇1.3~1.4份、盐酸溶液6~7份。

3.根据权利要求1所述的金属元素的检测方法，其特征在于，所述的消电离剂溶液，包含如下重量份组分：去离子水12.5份、氯化钾1.5份、氯化铷0.65份、改性氧化钇1.35份、盐酸溶液6.5份。

4.根据权利要求1~3所述的金属元素的检测方法，其特征在于，所述的盐酸溶液为质量分数为15~20%的盐酸溶液。

5.根据权利要求1所述的金属元素的检测方法，其特征在于，所述的改性氧化钇的制备方法，包含如下步骤：

（1）将氧化钇粉末、2-氨基乙烷亚磺酸加入乙醚和正丁醇混合液中，加热升温并搅拌；

（2）向步骤（1）中混合物中加入泊洛沙姆，加热并搅拌，过滤，烘干，即得所述改性氧化钇粉末。

6.根据权利要求5所述的金属元素的检测方法，其特征在于，步骤（1）所述加热后的温度为50~60℃。

7.根据权利要求5所述的金属元素的检测方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌时间为40~70min，搅拌速度为1000~1500r/min。

8.根据权利要求5所述的金属元素的检测方法，其特征在于，步骤（1）所述乙醚和正丁醇的质量比为1：1.5~2.5；所述氧化钇粉末与2-氨基乙烷亚磺酸的质量比为10~15:1，所述氧化钇粉末与乙醚、正丁醇混合液的质量比为1：15~25。

9.根据权利要求5所述的金属元素的检测方法，其特征在于，步骤（2）所述加热后的温度为65～85℃，搅拌50～70min，搅拌速度为1500~2000r/min；所加泊洛沙姆的质量为氧化钇粉末质量的0.3~0.8倍。

10.根据权利要求1所述的金属元素的检测方法，其特征在于，所述的方法适用于检测空气中金属元素及其化合物。