1、电感耦合等离子体原子发射光谱法测定中低合金钢中微量铌第 28 卷增刊2009 年 l2 月分析试验室ChineseJournalofAnalysisLaboratory.Vo1.28.Suppl20o912电感耦合等离子体原子发射光谱法测定中低合金钢中微量铌崔宏利,张宏霞(唐山建龙实业有限公司,河北 064200)摘要:采用 HSO 和 HPO 混合酸溶解样品 ,选择 316.340nm 波长作为分析线,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP.AES)测定中低合金钢中微量铌.通过选择干扰 J,灵敏度高的分析线,使用与分析样品基体相接近的标准样品作工作曲线和控制_致的分析条件,克服了物理干扰和基
2、体效应的影响.本法的检出限为 71L.对铌质量分数为 0.044%的低合金钢样品测定 12 次,得到相对标;隹偏差为 O.61%,加标回收率为 96.9%.方法可用于中低合金钢中微量铌的测定.关键词:电感耦合等离子体原子发射光谱;中低合金钢;微量铌铌作为微合金添加到钢中时,能在钢中形成非常稳定的碳化物,能保证在相对较高淬火温度控制晶粒尺寸,另外,铌的碳化物还能显着改善钢的耐磨性,目前已有很多钢铁企业将铌作为微合金元素添加到钢中,以改善其性能,因此,准确测定钢中的铌也显得尤为重要,但传统分析方法为光度法,操作繁琐,消耗试剂多,精密度低.本文采用电感耦合等离子体原子发射光谱法对中低合金钢中微量的铌
3、进行了测定,主要对试样溶解,测试条件进行了试验,实验表明,该方法操作简单,准确度,精密度和灵敏度高.1 实验部分1.1 主要仪器和工作条件日本岛津 ICP.7510 型( 顺序扫描型).高频功率:1.2kW;观测高度:;观测方向:径向;冷却气流量:14.0L/min;等离子气流量:1.20IMmin;载气流量:0.70IMmin;积分时间:30S;氩气:氩体积分数99.99%;分析线:220.351rim;扫描模式:顺序扫描(peaksearch).t.2 主要试剂H2SO4(1.84g/mL),HPO4(1.70g/mL),HNO3(1.42g/mE),酒石酸(30%).水为二次去离子水,试
4、剂均为优级纯.1.3 工作曲线的绘制称取含量小于 0.1%的系列标样样 0.5g(精确到 0.0001g)于 150mL 三角瓶中.分别加入15mLH2SO4 一 H3PO4 混合酸(160mLH2SO4+760mL水+80mLHPO),加热溶解, 小心滴加 HNO,至激烈反应停止,继续加热至冒烟约 30s,取下稍冷,.沿壁加入 20mL 酒石酸(30%), 加热煮沸至盐类全部溶解,取下,冷却至室温,移人 100mL容量瓶,定容,过滤,备用.表 1 标准样品及空白另称取 0.5g 高纯铁(精确到 0.0001g)于150mL 三角瓶中,加入 25mEHSO-H3PO 混合酸(160mLH2SO
5、4+760mL 水+80mEH3PO4),加热溶解,小心滴加 HNO 至激烈反应停止,继续加热至冒烟约 30s,取下稍冷,.沿壁加入 20mL作者简介:崔宏利(1975 一),女,工程师;E-mail:cuihongliejianlong.oom一235第 28 卷增刊2009 年 l2 月分析试验室ChineseJournalofAnalysisLaboratory.Vo1.28.Suppl200912酒石酸(3O%),加热煮沸至盐类全部溶解 ,取下,冷却至室温,移入 100mL 容量瓶,定容,过滤,备用,此溶液作为空白溶液.在上述的工作条件下对空白和系列标准溶液进行测定,程序自动绘制出工作
6、曲线.其线性回归方程如下:Y=0.0167x+0.OO04,线性相关性 :=O.9985.式中:Y 为铌的质量百分数,W(Nb)/%;为强度.1.4 试样的处理和测足称取含量小于 0.1%的系列标样样 0.5g(精确到 0.0001g)于 150mL 三角瓶中,分别加入25mLH2S04-HsPO4 混合酸(160mLH2SO4+760mL水+80mLHPO4),加热溶解 ,小心滴加 HNO至激烈反应停止,继续加热至冒烟约 30s,取下稍冷,.沿壁加入 20mL 酒石酸(30%), 加热煮沸至盐类全部溶解,取下,冷却至室温,移人 100mL容量瓶,定容,过滤.将仪器调至最佳状态后进行测定.2
7、结果与讨论2.1 分析谱线与背景扣除点的选择2.1.1 分析谱线的选择由于 ICP 光源激发能量很高,有大量发射谱线,几乎每种元素的分析线均受到不同程度的干扰,选择分析线一方面要保证所选分析线具有足够的灵敏度,另一方面要尽量避免其它谱线重叠干扰.本实验中先选择三条灵敏线,通过观察谱图选择其中灵敏度高,物理干扰较小,背景强度较低的一条作为分析线,实验选择的分析线波长为 316.340nlll.2.1.2 背景扣除点的选择根据轮廓谱图,决定在被分析元素某波长下使用单点还是两点校正.本实验铌的轮廓谱图左右对称,可以直接采用两点取其最低点扣除背景,背景强度为 0.011273.2.2 仪器工作参数的选
8、择分析物挥发,原子化,激发一电离行为及干扰情况等均与 ICP 操作参数有着密切的关系 ,这些参数主要是对分析有明显影响的高频人射功率和载气流量.2.2.1 载气流量的选择在 0.40.9L/min 改变载气流量,考察载气流量对测定的影响.结果表明,在 0.6L/min 之前,随着载气流量增加强度增加;0.6L/min 之后强度增加减缓并略有降低.236.在有较高强度的同时载气流量以较小为好,因为,载气流量增大使溶液的吸出速率增大,进入等离子体的分析物量增大,雾化去溶干扰增大,并且由于样品过分稀释,使其在 ICP 通道中的平均停留时间缩短,不利于激发,电离过程的完成.因此在实验过程中载气流量选择
9、 0.7L/min.2.2.2 高频功率的选择在 0.601.60kW 范围内改变仪器的高频功率进行试验.结果表明,谱线强度随高频功率的增加而明显增加,但在1.20kW 之后强度的增加减缓.这是由于功率增大,使等离子体炬温度升高,电子密度亦增大,谱线强度相应增强,但是,当功率增大时,背景强度也随之增大,信背比减小,因此在实际工作中应综合考虑干扰效应和检出能力.本实验选择了 RF为 1.20kW.2.3 物理干扰和基体效应的消除空白背景校正法是把所有的干扰都作为空白值予以扣除.但实际上,在测定样品和空白时,背景(含干扰线 )的形状和大小并不一致,只有当测定很稀的溶液或组成恒定的高纯物溶液中的元素
10、时,样品和空白的背景(含干扰线)的形状和大小才是一样的.在本实验中,选择了干扰小,灵敏度高的分析线,并尽量使分析条件一致,基本上可以消除物理干扰.另外,在本实验中选择与分析样品基体相接近的标准样品系列作工作曲线,基本上消除基体效应的影响.2.4 方法的检出限,精密度和回收率对空白溶液连续测定 10 次,求得 3 倍标准偏差为 71L,即为本法的检出限.对铌质量分数为 0.044%(GBW01651)的标准样品平行测定 l2次,得到相对校准偏差为 0.61%.在此样品中加入质量分数为 0.01%铌,得到回收率为 96.9%.3 样品分析按 1.4 对标准样品中的铌进行测定,其分析结果见表 2.表 2 标准样品铌的分析结果第 28 卷增刊2009 年 l2 月分析试验室ChineseJourn.alofAnaly.sisLaboratory.Vo1.28.SuppI2o09 一 l:量.中国标准出版社,1994.282参考文献3 沈兰荪,白梅.分析化学,1990,18(10):9201 陈必友 ,李启华,梅克力等.工厂分析化验手册.北4 辛仁轩.等离子体发射光谱分析.北京:化学工业出京:化学工业出版社,2002.8 版社,2004,82 钢铁及合金化学分析方法.氯磺酚 S 光度法测定铌
