电感耦合等离子体发射光谱法快速测定钼铁合金中的钼_杜米芳(1).pdf

2010 年 2 月 February 2010 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 29，No． 1 89 ～90 收稿日期 2009- 04- 05; 修订日期 2009- 07- 21 作者简介 杜米芳 1968 － ， 女， 河南洛阳市人， 高级工程师， 从事化学分析、 光谱分析研究及应用工作。 E- mail dumf0027 sina． com。 文章编号 02545357 2010 01008902 电感耦合等离子体发射光谱法快速测定钼铁合金中的钼 杜米芳 中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南 洛阳471039 摘要 用电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铁中的钼， 优化了仪器操作条件， 克服了常规重量法测定钼铁中钼步骤繁琐、 耗时长、 工作量大的不足。方法简便易行， 快速准确， 分析误差在化学分析允许的误差范围内， 能替代原有的化学分析方 法， 基本满足生产和科研的要求。 关键词 电感耦合等离子体发射光谱法; 钼; 钼铁合金; 快速测定 中图分类号 O657． 31; O614． 612文献标识码 B Rapid Determination of Molybdenum in Mo- Fe Alloy by Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectrometry DU Mi- fang Luoyang Ship Material Research Institute，Luoyang471039，China Abstract A for determination of molybdenum in molybdenum- iron alloys by inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry has been developed． Compared with the classical chemical s，the new provides the advanges of high accuracy，high precision，high efficiency and low labor intensity． The has replaced the original chemical s and has been applied to routine analysis of molybdenum in molybdenum- iron alloys with satisfactory results． Key words inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry; molybdenum; Mo- Fe alloy; rapid determination 钼铁广泛应用于冶炼结构钢、 耐热钢、 耐酸钢及工具 钢。目前， 关于钼铁中钼的测定大都按照国家标准 ［1 ］规定 的 8 － 羟基喹啉重量法进行测定。8 － 羟基喹啉重量法准 确度 虽 高， 但 操 作 周 期 冗 长; 滴 定 法 ［2 －7 ］、 分 光 光 度 法 ［8 －11 ］、 X 射线荧光光谱法 AFS［12 ］、 电感耦合等离子体 发射光谱法 ICP － AES 法 ［13 ］等已有应用报道。滴定法干 扰影响大， 分析流程长; 分光光度法需要的试剂多， 操作复 杂繁琐; AFS 法对于没有此种仪器的厂家也无法使用。文 献［ 13］ 报道 ICP － AES 法测定钼铁中的钼， 采用钇内标校 正与同步背景校正、 K 系数校正相结合的方法消除基体及 试液进样的物理化学影响干扰， 样品处理方法采用的是 HNO3与 HCl 溶解。本文用 H2SO4－ HNO3溶解样品， ICP － AES法直接上机测定， 操作较文献［ 13］方法简单很 多; 且建立的方法结果准确， 能够满足生产及科研的要求。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 IRIS Advantage 型全谱直读型等离子体发射光谱仪 美 国 Thermo 公司 。其工作条件为 RF 功率 1150 W， 雾化器 压力207 kPa， 冷却气流量15 L/min， 辅助气流量0．5 L/min， 分析泵速1．85 mL/min， 积分时间短波20 s， 长波15 s。 1． 2标准物质和主要试剂 钼铁国家一级标准物质 GBW 01423 吉林铁合金厂制 备 ; 中华人民共和国冶金工业部钼铁标准样品BH0314 －2 吉林铁合金厂制备 。 HNO3、 H2SO4等所用试剂均不低于分析纯。 水为蒸馏水。 1． 3分析步骤 1． 3． 1试样及标准样品的制备 称取 0． 1 g 精确至0． 1000 g 钼铁样品于250 mL 锥形 瓶中， 加少量水将样品摇匀， 加2 mL HNO3、 5 mL H2SO4 ， 加 热溶解至冒白烟， 取下， 稍冷。沿瓶壁滴加 HNO3， 摇匀， 继 续加热至样品溶解完全， 取下， 冷却至室温， 移入250 mL 容 量瓶中， 用水稀释至刻度， 摇匀。 同时精确称取不同含量的钼铁标准样品， 与试样进行 相同处理， 移入 250 mL 容量瓶， 用水稀释至刻度， 摇匀， 作 为标准溶液， 待测。 1． 3． 2上机测定 在仪器最佳工作条件下， 以试剂空白做空白溶液， 用 ICP －AES 法测定空白溶液和标准溶液， 建立标准曲线， 然后 对试样溶液进行测定， 仪器自动计算出试样中 Mo 的含量。 98 ChaoXing 2结果与讨论 2． 1分析谱线的选择 根据对 ICP 光谱仪谱线库中 Mo 的数条谱线中各谱图、 背景轮廓和强度值的对比， 查看 Mo 的谱线干扰和谱线强度 信息。由于试样中 Mo 含量较高， 经过对样品溶液多次扫 描， 根据信噪比、 标准曲线线性关系及与标准样品测试结果 的对比情况进行综合考虑， 本文推荐使用 202． 030{ 166} nm、 203．844{164} nm 和 204． 598{ 164} nm 波长 { } 内数字 为波长等级 ， 某次试验结果见表 1。分析时， 可选 3 条或 4 条谱线， 进行分析结果比对， 取其平均值。 2． 2溶样用酸的选择 在 ICP － AES 方法中， 溶液的酸度及酸的种类影响谱 线强度。钼铁可用 HNO3溶解， 但少数样品有少量残渣。 因此本试验选择用 HNO3、 H2SO4溶解样品。 H2SO4对谱线强度影响较大， 故需要准确加入。HNO3 加入量的改变对 Mo 的谱线强度基本上没有影响; 但为保 证测试结果准确可靠， 标准样品与试样处理所加入的酸的 种类与用量应尽可能地保持一致。 2． 3干扰与扣除 由于采用 HNO3、 H2SO4溶解样品， 实验没有引入太多的 干扰元素。对表面张力、 黏度、 密度和盐分等造成雾化器提 升效率的差异而引起的物理干扰， 利用基体匹配来消除。对 于光谱干扰， 通过波长选择、 改变称样量对样品浓度进行适 当控制来克服。 2． 4标准曲线和检出限 利用 ICP － AES 测定钼铁中 Mo 的方法线性关系在 0． 999以上 见表 1 。对空白样品进行连续 10 次测定， 方 法检出限以 3 倍标准偏差 SD 计算， 方法所选谱线的检出 限为0． 022 见表 2 。 表 1分析谱线的选择 Table 1Choice of the analytical spectral line 项目 Mo 谱线 λ/nm 202．030 { 166} 203．844 { 164} 203．844 { 165} 204．598 { 164} 281．615 { 119} Raw703．05225．47323．01571．17259．27 Bkg34．64．134．6426．964．18 Corr668．45221．34318．36544．22255．09 标准曲线 相关系数 0．99998800．99998710．99994990．99998150．9999327 表 2标准曲线和检出限 Table 2Calibration curves and detection limit of the 项目 Mo 谱线 λ/nm 202．030{ 166}203．844{ 164}203．844{ 165}204．598{ 164}281．615{ 119} 标准曲线 y 9．7738x 0．1603 y 3．2554x 0．0593 y 3．3757x 0．0901 y 7．9565x －0．5090 y 2．9871x 0．0338 相关系数 0．99975430．9997600．99997510．9999851 0．9997886 检出限/0．018 0．0220．0220．0360．026 2． 5精密度和准确度 选取两组钼铁样品， 对同一钼铁样品测定 10 次， 方法精 密度 RSD 均小于1 见表3 ， 表明本法具有较好的精密度。 利用建立的方法对钼铁样品进行测定， 测定值与国标法的分 析结果吻合较好 见表4 ， 表明本方法具有较好的准确度。 表 3方法精密度 Table 3Precision test of the 样品 编号 w Mo / 本法分次测定值平均值 RSD/ 1 55．6855．4855．4755．8855．47 55．5755．9855．9555．9855．78 55．720．39 2 60．3959．9259．9360．3760．41 60．3859．9259．9560．4159．91 60．160．41 表 4方法准确度 Table 4Accuracy test of the 样品 编号 w Mo / 本法分次测定值平均值国标法 偏差/允许差/ 154．8954．7855．1554．9455．08－0．14 260．3460．3260．0960．2560．120．130．50 362．3662．0462．3562．2562．160．09 454．6354．6854．6454．6554．78－0．13 3结语 通过对 ICP － AES 法测定钼铁中 Mo 工作条件的选择 及干扰消除等， 采用基体匹配， 可准确测定钼铁中 Mo 的含 量。方法快速， 相对标准偏差小于 1， 数据准确可靠， 可 以在工矿企业、 科研院所推广应用。 4参考文献 ［ 1］GB 5059．11985， 钼铁化学分析方法; 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