应用ICP-OES检测溶液、有机以及固体样品中的卤素.doc

应用ICP-OES检测溶液、有机以及固体样品中的卤素准确测定衡量的氯，溴和碘在许多工业领域诸如石油化学精炼、化学制造、生物医疗和营养保健品制造以及环境分析等都具有非常重要的意义。直到最近，应用等离子体发射光谱仪(ICP-OES)来检测卤族元素仍然被认为是一件难以企及的事情。然而，随着分光技术以及检测技术的发展，对这些元素的检测如今已成为现实。事实上，利用ICP-OES来检测氯、溴和碘具有很多优点，它操作便捷，具备很高的灵敏度、精确度和准确度，并且同时可以测定其它的诸多元素。本文主要介绍了对组织和石油样品中的氯元素所进行的检测以及采用激光烧蚀进样的方式对塑料和电子材料中溴元素的检测。许多情况下，分析工作者不仅要作常规的金属检测，还需要对Cl、Br和I的含量做出分析。过去，卤素常通过离子色谱或离子选择电极来进行检测，而金属元素则通常由原子吸收（AA）、ICP光谱仪或ICP质谱仪来进行检测。直到最近，大多数ICP光谱仪所覆盖的波长范围仍然大约为165-800nm，从而对处于远紫外区的Cl和Br元素的检测无能为力。然而，随着近来分光技术以及检测技术的发展，仪器的波长覆盖范围可以扩展到130-1100nm，从而对于某些特征谱线超出165-800nm范围的元素也能进行检测。表一列出了一些处于远紫外区和近红外区的元素以及他们的分析波长和检出限。对于Cl、Br和I的准确测量在越来越多的应用中凸显出它的重要性。例如在石化运输和精炼领域中，氯和硫会对运输管道造成腐蚀，同时还会造成催化剂中毒。无论是原油还是润滑油和再生油，卤素含量的检测都是必不可少的。在保健科学领域，静脉输液和营养补充需要准确测定其中的电解质和营养元素的含量，在这其中氯元素和碘元素的检测都是非常重要的。从环境角度来看，由于含氯有机化合物（如多氯联苯）所具有的潜在威胁以及近来引起广泛关注的溴对人体健康的影响问题，使得人们对于Cl和Br的检测能力产生了浓厚的兴趣。其它值得关注的环境问题还包括在造纸等工业中废水的任意排放，因为在这些工业里，漂白粉被大量地使用。组织样品中氯的检测该项实验采用配有卤素检测配件的prodigy高色散型ICP光谱仪（利曼公司 ）。根据检出限和样品的特殊需要，可以采用轴向或径向的观测方式，在这里，我们采用的是轴向观测方式。当然，无论采用何种观测方式，都必须严格地将光路中的空气排除在外，防止对190nm以下的光波造成强烈的吸收。轴向等离子体观测的仪器构造如图一所示，试验操作参数由表二列出。校正标准溶液用高纯试剂(Teledyne Leeman Labs)和2%的硝酸溶液配制，浓度分别为0，25，50，100和200ppm。图二所示的是在134-138nm波长范围内氯元素的主要激发线以及130-150nm范围内典型的低光谱背景。很明显，如此低的光谱背景保证了这些难电离元素的检出限。图三显示了氯元素在134.7nm激发线处所获得的典型的校正曲线，而表三列出的则是200ppm标准溶液所测得的回读精密度。接着，我们对牛肝NIST 1577a和蛎科动物组织1566a中的氯元素进行了检测。首先将样品称量好放入杯中，然后加入15ml 1:1的高纯硝酸溶液后置于加热板上进行消解。消解完成后冷却，并将滤液转移入100ml容量瓶，定容。表四分别列出了两种组织样本的检测结果，回收率分别为90.48%和94.09%。油品中氯元素的检测对于油样品中卤素的检测，我们采用了径向观测的方式。其构造如图4所示。请注意这里我们采用了一个含有侧臂观测口的炬管，用以消除垂直观测系统中通常会存在的等离子体和入射系统间的小空气带。仪器操作参数如表5所列。校正标准液由5000ppm的Conostan标准油和Conostan75油基标样配制而成，按一定的质量比配好以后再按照1：5的比例用煤油进行稀释。接下来又对一系列NIST 的1818a标准参考物质进行了氯元素检测。这些物质在分析前均按1：5的比例用煤油进行稀释。每种标准物的测量值和真实值分别在图5中列出，如图中数据所显示，油品中氯元素的测量值能够很好的和真实值相吻合。塑料和电子元件中溴元素的检测近年来，人们对于含溴化合物表现出了浓厚的兴趣提高列出了的校准了这些难电离元素的检出限。图三所示的是，特别是在欧盟颁布了废弃电器和电子设备指令之后。对溴的关注主要集中在某些塑料和电子元件所使用的阻燃剂上。当这些物质和其它一些试剂一起焚烧的时候，会产生危害性的副产物。例如，在800C下进行燃烧时，铜可以有效地促进溴代烃的形成。其中多溴代二苯并二恶英和多溴二苯并呋喃这两种化合物，含有剧毒。接下来的实验先作了一个简单的尝试用以验证ICP和激光烧蚀技术的联用是否能够有效地测定固体样品中的溴。然后，作为实验的拓展，对一块印刷电路板的三个构件进行了简单的定性扫描，其中包括电路板基座，含有36针的插座和一个完整的电路。该项实验使用配有卤素检测配件的高色散型Prodigy ICP和Macro 266型激光烧蚀系统。激光波长为266nm并且应用表六所示的操作参数。图六的扫描结果显示，这些材料中均检测到了溴的存在。结论当ICP光谱仪配备卤素检测配件时