1.1 仪器与试剂
SK2003AZ型双道原子荧光光谱仪;Hg、Bi高
性能空心阴极灯。
Hg、Bi 混 合 标 准 溶 液:Hg 的 质 量 浓 度 为
10.0μg·L-1,Bi的质量浓度为1.00mg·L-1。
硼氢化钾纯度95%;氢氧化钠为分析纯;试验
用水为去离子水。
1.2 仪器工作条件
负高压 380 V;Hg 灯 电 流 30 mA,Bi灯 电 流
70mA;泵 速 120r· min-1;载 气 为 氩 气,流 量
700mL·min-1;屏蔽气流量800mL·min-1;清洗
时间8s,积分时间5s
1.3 试验方法
称取样品0.100g置于25mL 聚乙烯试管中,
用水润 湿,加 入 盐 酸硝 酸水 (3+1+4)混 合 液
5mL后摇匀。将试管置于沸水浴中保持1h,期间
摇动2次,取出冷却后,用水稀释至刻度,摇匀,放置
至澄清待测。
试验使用化探样品测试液的混合液作为参照
液,混合液中 Hg的质量浓度为0.30μg·L-1、Bi
的质量浓度为0.0028mg·L-1,以盐酸(1+4)溶
液作为空白液。考察指标是荧光强度从空白液到参
照液信号稳定所需的时间(称信号稳定时间)、参照
液的荧光净强度以及信号稳定后7次测量的相对标
准偏差(RSD)(称信号的稳定程度)。
2 结果与讨论
2.1 还原剂硼氢化钾质量分数的选择
还原剂硼氢化钾与待测液反应,将待测元素还
原成易测价态而生成大量氢气。还原剂质量分数过
低会还原不完全,质量分数过高又会使反应剧烈,生
成的大量氢气稀释待测元素,所以应选择相应合适
质量分数的硼氢化钾。
配 制 硼 氢 化 钾 质 量 分 数 分 别 为 0.50%,
0.80%,1.0%,1.2%,1.5%,1.8%,2.0%,2.5%,
3.0%(均含质量分数为 0.5% 的 NaOH)的系列。
考察信号稳定时间、荧光净强度、7次测量荧光强度
的 RSD,结果见表1。
由表1可知:两元素所需的信号稳定时间一致,
该时间随硼氢化钾质量分数的增大而缩短。硼氢化
钾质量分数在1.0%~2.0%时,Hg元素信号较强
并 且稳定,硼氢化钾质量分数增大或减小都会使信号强度减小,稳定性变差。Bi元素在硼氢化钾质量
分数小于1.2%时没有出现明显信号,硼氢化钾质
量分数大于1.8%时 Bi元素信号强但稳定性略差。
所以同时测定两元素,可选择的硼氢化钾质量分数
范围为1.5%~2.0%。
2.2 泵速的选择
在泵管一致的条件下,泵速决定进样量。大的
进样量会提高反应气体的产生效率,从而影响荧光
净强度和传输系统的气体信号稳定时间。将硼氢化
钾溶液质量分数设为1.5%,1.8%,2.0%,考察泵
速分别为80,90,100,110,120r·min-1时对相关指
标的影响。由表2~4可知:硼氢化钾质量分数在1.5%~
2.0%内,随着泵速的提高,信号稳定时间都变短,信
号强度增大,信号的稳定程度没有明显变化;使用
1.5%~1.8%的硼氢化钾溶液,在120r·min-1泵
速下,取得较好的测试效果。试验选择硼氢化钾质量分数为1.8%,泵速为120r·min-1。
泵速影响进样量,同理,泵管内径也可以影响进
样量。由于条件限制,不再考察泵管型号对测试的
影响。但可以推测,粗内径的泵管配合更低浓度的
硼氢化钾溶液会使测试效果更好。
2.3 载气流量和屏蔽气流量的选择
载气的作用是将反应气体送入原子化器,过高
的载气流量会稀释反应气体,过低的载气流量会增
长气体滞留时间,影响火焰高度。屏蔽气以螺旋状
上升,盘旋在火焰周边防止空气进入火焰而引发荧
光猝灭,影响火焰粗细。
使用质量分数为1.8%的硼氢化钾溶液,泵速
设为120r·min-1,改变载气流量和屏蔽气流量做
交叉试验,考察相关指标。结果见图1~5。
由图1可知:载气流量增大,信号稳定所需的时
间变短,屏蔽气流量对信号稳定时间无影响。
由图2 和 图 3 可 知:两 元 素 都 在 载 气 流 量 为
700mL·min-1,屏蔽气流量为800mL·min-1时
产生最大的信号强度。
由图4和图5可知:载气流量大于 300 mLmin-1才能使产生的信号稳定,屏蔽气流量对信号
稳定程度没有显著影响。
由以上试验可知:载气流量为700mL·min-1,
屏蔽气流量为800mL·min-1时,仪器的测定效果
较好,信号稳定时间为8s。因此设定仪器的清洗时
间为8s,积分时间为5s。
2.4 干扰试验
按照试验条件,在 Hg质量浓度为0.01mg·
L-1,Bi质量浓度为1.00mg·L-1混合标准溶液中
分别加入干扰离子,测定其荧光强度,并与干扰离子
的标 准 相 比 较。结 果 表 明:0.4 mg·L-1 Cu2+ ,
0.4mg·L-1 Pb2+ ,0.04 mg·L-1 Cd2+ ,2 mg·
L-1 Cr2+ ,0.8mg·L-1 Fe2+ ,0.8mg·L-1 Mn2+
对 Hg、Bi的 测 定 无 干 扰,也 未 发 现 Hg、Bi彼 此
干扰。
2.5 标准曲线和检出限
分别移取混合标准溶液 0,0.25,0.50,1.00,
2.00,5.00,10.00,20.00,30.00,40.00 mL 于
50mL容量瓶中,加入盐酸(1+1)溶液10mL,用水
稀释至刻度,摇匀,制成标准系列。在仪器工作条件
下进行测定,以荧光强度对 Hg、Bi的质量浓度绘制
标准曲线,Hg线性范围为0.05~8μg·L-1,Bi线
性范围为0.0005~0.08mg·L-1,线性回归方程
分别为
狔=4.050×102
狓-2.664,
狔=4.276×
103
狓+6.934,相关系数分别为0.9999,0.9998。
对空白溶液平行测定11次,以荧光强度的标准
偏差的3倍除以标准曲线斜率计算得 Hg、Bi的检
出限分别为0.006mg·kg-1,0.025mg·kg-1。
2.6 标准样品测定
对标准样品平行测定10次,结果见表5。
由表5可知:低含量样品测定值的相对标准偏
差较大,中高含量样品的测定结果准确稳定,可以满足实际分析需要。
本工作优化了使用 SK2003AZ型双道原子荧
光光谱仪同时测定化探样品中 Hg、Bi的测试条件,
测定结果准确度高、稳定性好。