国产 icp 光谱仪 icp光谱仪参数

钢研纳克Plasma 2000ICP光谱仪测定车用三元汽车尾气催化剂中铂、铑、钯的含量
摘要： 采用电感耦合等离子体光谱法对汽车尾气催化转化器中贵金属铂、铑、钯的含量进行测定。优化了测定的条件，调节观测高度及载气流量，使得载气流量为0.46L/min。该方法适用于车用催化剂中贵金属元素铂、铑、钯的测定。
关键词：ICP-AES; 车用催化剂；贵金属元素
根据*共和共环境保护部的《机动车防治年报2014》，中国2013年的机动车保有量达到2.32亿辆，尾气排放已经成为我国空气污染的重要来源之一。汽车尾气催化剂能够有效的降低汽车尾气中污染物的排放量，从而达到改善大气环境质量，保护环境的效果。汽车尾气催化剂中的贵金属成分是有效的催化成分，其含量和负载情况是催化剂性能好坏的判断依据。
ICP-AES作为一种快速定量分析的手段，其分析速度快，具有较低的检出限，并且精密度良好，动态范围宽。本文研究了使用国产全谱扫描电感耦合等离子体发射光谱仪（plasma 2000）测定汽车尾气催化剂中贵金属元素铂、铑、钯的方法，取得了满意结果。
1 实验部分
1.1 仪器及参数
实验过程中ICP-AES Plasma 2000具体参数见表1
表1 钢研纳克plasma2000 ICP光谱仪器主要工作参数
仪器工作参数 设定值 仪器工作参数 设定值
射频功率／W 1150 辅助气流速／L·min-1 0.5
冷却气流速／L·min-1 15 蠕动泵转速/rpm 20
载气流速／L·min-1 0.5 进样时间/s 25
曝光时间/s 8 读数方式 峰面积
全功能型微波化学工作平台：上海市屹尧仪器科技发展有限公司。
1.2 试剂
盐酸，ρ≈1.18 g/ml，优级纯，北京化工厂；
硝酸，ρ≈1.42g/ml, 优级纯，北京化工厂；
氢氟酸，MOS级。
Pt、Rh、Pd的标准溶液，质量浓度均为1000 µg/ml，国家钢铁材料测试中心；
所有溶液用水均为二次去离子水。
1.3样品制备
由于汽车尾气催化剂为多孔状结构，无法直接进行测定，因此需要将样品破碎后进行小结处理。本实验中首先将催化剂完全破碎，粉末球磨成200目以下的粉末，而后使用四分法进行取样，样品待处理。图1是制备前的样品。 图2为制备后的样品
图1 车用催化剂制备前样品
图2 车用催化剂制备后样品
1.4 样品处理
称取0.5g试样于微波消解罐中，加入5ml王水，5mlHF，进行微波消解。而后转移至150ml的聚四氟乙烯烧杯中，在180℃下蒸干溶液，而后加入10ml王水，3mlHF，加热溶解，冷却后转移至50ml容量瓶中，定容摇匀，而后干过滤待测。微波消解条件如表2所示。
表2 微波消解条件
步骤 温度（℃） 压力（atm） 时间（min）
2 结果与讨论
2.1 样品溶解条件的选择与确定
车用催化剂的载体为堇青石，其化学成分为2MgO2·Al2O3·5SiO2，其中也可能包括一些其他杂质元素，基体较为复杂，溶解困难。因此实验过程中使用多种方法溶解样品，即加热板消解法，酸溶回渣法及微波消解法，终经过实验验证及分析，选择微波消解法作为消解方法。加热板消解法消解样品，是将样品放置于聚四氟乙烯烧杯中，加入王水及氢氟酸与高氯酸，回流及冒尽高氯酸烟，反复8次后定容过滤样品。但样品并未溶清，还存在大量的沉淀，而且耗时过长，其测定结果与标准样品比偏低。酸溶回渣是称取样品后进行酸化，而后将之过滤，滤渣放入马弗炉中在碱性条件下灼烧，保留滤液。而后将滤渣滤液合并后定容待测。酸溶回渣有以下问题，一是实验过程中使用到了铂金坩埚，因此车用催化剂中的铂元素无法测定，会引入新的干扰。二是实验过程复杂，时间长，同时并未完全溶解样品。三是其测定结果比标准样品值偏低。因此放弃此方法。使用微波消解法耗时短，过程简单，选用此方法。
2.2 分析谱线的选择
对于同一种元素，ICP-AES Plasma2000有多条谱线可供选择用于，但是由于基体的影响和其他元素对待测元素可能产生的干扰，需要对推荐的谱线进行干扰考察和选择。光谱扫描后，根据样品中各待测元素的含量及谱线的干扰情况，选其灵敏度适宜、谱线周围背景低且无其他元素明显干扰的谱线作为待测元素的分析线。此外，谱线选择时，应尽量将背景位置定位于基线平坦且无小峰的位置，同时左右背景的平均值尽可能与谱峰背景强度一致。谱线选择结果见表3。
表3 各元素分析线
元素/nm Pt Rh Pd
波长 265.945 343.488 229.651
2.3 载气流量的选择
使用Rh343.488nm为调节线，使用ICP-2000进行自动调节载气流量，其进步步速为0.1L，记录其强度时的载气流量，为0.46L/min。以此流量作为分析时使用的流量。并使用Rh343.488nm为调节线，进行矩管准直的调节。记录其强度处的位置。以此载气流量及位置测定元素值。
2.4 加标回收率
为评价方法精密度及准确度, 对3种样品（标1，跑1，圆1）中的贵金属元素铂。铑、钯进行了加标回收率试验，其余各元素的回收率均在94%-97%之间（结果见表4）。
表4 各元素加标回收率
分析元素 加入量/mg/g 实际值
/mg/g 检出量/ mg/g 回收率/ %
Pt 0.08 0 0.0753 94
Rh 0.4 0.23 0.6225 98
Pd 6 2.87 8.71 97
2.5 实际样品测定与标准值对比
使用索克定值样品进行分析，分析结果见表5，结果表明，各元素分析结果与标准样品参考值一致，说明此方法准确、可靠。
分析元素 Pt Rh Pd
标1测定值 0 0.236 5.05
标1标准值 0 0.255 4.85
标2测定值 0 0.254 12.41
标2标准值 0 0.252 12.35
3 结论
采用纳克公司生产的Plasma 2000 型全谱型扫描发射光谱仪测定车用催化剂中贵金属元素铂、铑、钯等元素，可一次性完成对多种元素的测定，适用于各级检验进行多批次、多项目产品的元素。

无处遁形的水中铅----氢化物发生-ICP-AES法测定饮用水中铅
钢研纳克技术股份有限公司
铅会严重影响人体健康，过量的摄入会导致慢性中毒，造成人体肝、肾、大脑损伤，儿童铅中毒更会导致发育迟缓，智力低下等。水为生命之源，饮用水中铅含量**标造成的危害更加严重。根据《GB 5749-2006生活饮用水卫生标准》中规定，铅元素的含量不得**过10 ng/mL。针对生活饮用水中的铅元素测定，本文采用氢化物发生与电感耦合等离子体发射光谱仪联用的方法，测定生活饮用水中铅含量。本方法检出限为0.7 ng/mL，测定下限为2.3 ng/mL，适用于生活饮用水中铅元素的。
仪器配置
Plasma 2000 电感耦合等离子体发射光谱仪
观测方式：轴向观测
进样系统：氢化物发生装置
分光系统：中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构，全谱瞬态直读
器：大面积背照式CCD芯片，高紫外检出效率，宽动态范围
光源：高效固态射频发生器，小体积高效率
Plasma 2000仪器条件
观测方向 雾化器流量
（L/min） 辅助气流量
（L/min） 载气流量
（L/min）
轴向 0.6 0.5 13.5
RF功率
（W） 曝光时间
（s） 进样时间
（s） 氢化物发生器泵速
（rpm）
实验样品与方法
取自不同取样点的实际自来水样，分别编号为Y1和Y2。
在一定PH范围内，铅元素可与硼氢化钾溶液反应生成气态的PbH4，通过载气将PbH4带入电感耦合等离子体光谱仪内进行测试。
移取20mL自来水样品，加入盐酸，定容于25mL容量瓶中，摇匀待测。
分析谱线的选择
选用灵敏度适宜，无其他元素明显干扰的铅220.353分析谱线。
铅元素的谱线选择
标准曲线绘制
铅标准溶液（国家钢铁材料测试中心，1000μg/mL）配置溶液梯度，氢化物发生法绘制标准曲线，线性相关系数大于0.999。
标准曲线浓度（ng/mL）
元素名称 S0 S1 S2 S3 S4
铅元素氢化物发生标准曲线
方法检出限与测定下限
按样品空白连续测定11次，以3倍的标准偏差计算方法检出限，10倍的标准偏差计算方法测定下限。
铅元素氢化物发生检出限（ng/mL）
元素 检出限 测定下限
Pb 0.7 2.3
测定结果
实际样品分析结果（ng/mL）
样品名称 ICP-AES ICP-MS GB 5749-2006
Y1 （0.70）a 0.65 <10
Y2 （0.80）a 0.75 <10
备注a：括号内为参考值，低于测定下限2.3 ng/ml。
加标回收率
在实际样品中加入约3倍于实际样品铅的含量，回收率为108%，满足定量要求。
加标回收率
样品名称 样品含量
（ng/mL） 加入量
（ng/mL） 测量值
（ng/mL） 回收率
（%）
Y1 (0.7) a 2.5 3.4 108
备注a：括号内为参考值
结论
本方法采用氢化物发生与plasma 2000电感耦合等离子体发射光谱仪联用的方法测定生活饮用水中的铅元素，对2个实际饮用水样进行，均未检出铅元素**标，方法检出限及测定下限低于国家标准要求，加标回收率好，适用于生活饮用水中铅元素的。

钢研纳克Plasma 2000ICP光谱仪测定汽车尾气催化剂中贵金属含量
摘要：采用电感耦合等离子体光谱法对汽车尾气催化转化器中贵金属铂、铑、钯的含量进行测定。优化了测定的条件，调节观测高度及载气流量，使得载气流量为0.46L/min。加标回收率表明该方法的加标回收率在94%-98%之间。该方法适用于车用催化剂中贵金属元素铂、铑、钯的测定。
1.3样品制备
由于汽车尾气催化剂为多孔状结构，无法直接进行测定，因此需要将样品破碎后进行小结处理。本实验中首先将催化剂完全破碎，粉末球磨成200目以下的粉末，而后使用四分法进行取样，样品待处理。图1是制备前的样品。图2为制备后的样品。
2 结果与讨论
2.1 样品溶解条件的选择与确定
车用陶瓷催化剂的载体为堇青石，其化学成分为2MgO2·Al2O3·5SiO2，其中也可能包括一些其他杂质元素，基体较为复杂，溶解困难。因此实验过程中使用多种方法溶解样品，即加热板消解法，酸溶回渣法及微波消解法，终经过实验验证及分析，微波消解法具有消解效果好，样品处理简单，速度快，因此选择微波消解法作为消解方法。
2.2 分析谱线的选择
对于同一种元素，ICP-AES Plasma2000有多条谱线可供选择用于，但是由于基体的影响和其他元素对待测元素可能产生的干扰，需要对推荐的谱线进行干扰考察和选择。光谱扫描后，根据样品中各待测元素的含量及谱线的干扰情况，选其灵敏度适宜、谱线周围背景低且无其他元素明显干扰的谱线作为待测元素的分析线。此外，谱线选择时，应尽量将背景位置定位于基线平坦且无小峰的位置，同时左右背景的平均值尽可能与谱峰背景强度一致。谱线选择结果见表2。
结论
车用催化器是防止汽车尾气污染大气的重要防治手段之一。车用催化器中的催化活性组分为铂、铑、钯。而铂、铑、钯作为贵金属，价格昂贵，其在车用催化器中的含量决定着车用催化器的性能及生产成本，因此准确定量其含量成为了车用催化器的重点之一。
本文采用纳克公司生产的Plasma 2000 型全谱型扫描发射光谱仪测定车用催化剂中贵金属元素铂、铑、钯等元素，讨论了样品的制备，溶样条件的选择，分析谱线的测定，载气流量的确定及加标回收率的测定，并且与标准样品进行比对，结果准确可靠。本方法可一次性完成对多种元素的测定，适用于各级检验进行多批次、多项目产品的元素。

钢研纳克ICP光谱仪对电器回收材料树脂粉中Au、Ag、Cu的测定
1 前言
随着大量家用电器的报废，废电路板的数量越来越大，其回收利用价值也引起众多投资者关注。[1]如印刷电路板（PCB）由玻璃纤维、强化树脂和多种金属化合物混合制成，废旧电路板如果得不到妥善处置，其所含溴化阻燃剂等致物质，会对环境和人类健康产生严重的污染和危害，但同时，废旧电路板也具有相当高的经济价值。电路板中含有大量普通金属、贵金属和稀有金属[2]，金属品味相当于普通矿物中金属品味的几十倍，金属的含量高达10%~60%，而自然界中富矿金属含量也不过3%~5%。由此可见，废旧电路板同时还是一座有待开发的“金矿”。树脂作为废旧电路板的主材料之一，金属含量的测定就成为回收再利用的重要指标。本文利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）完成了对树脂粉中Au、Ag、Cu元素含量的测定，客户参考值Au：10-300g/t，Ag：100-5000g/t。
2 仪器简介
电感耦合等离子体原子发射光谱仪简称 ICP-AES ，文中使用钢研纳克单道顺序扫描型光谱仪Plasma1000和全谱型光谱仪Plasma2000。
3 样品前处理
将树脂制成均匀的粉状，准确称取六份2g 试样。树脂属于**材料，首先需要将**成分破换掉，本实验使用两种前处理方式，由于要测定Au元素，需要加入王水，测定Ag元素，有盐酸存在时需过量的盐酸，因此混酸比例为HCl：HNO3=7:1，样品中含有较高含量的硅，因此需加入HF。
（1）将样品置于刚玉坩埚中，1000℃灼烧样品3小时。将灼烧后的样品转移至聚四氟乙烯烧杯中，加入混酸，低温加热，直至样品反应完全后加入2mlHF，待反应完毕加入3mlHClO4，冒烟至近干，加入5ml混酸低温加热10分钟，冷却后定容到50ml容量瓶。
（2）将样品置于聚四氟乙烯烧杯中，加入混酸，低温加热，直至样品反应完全后加入2mlHF，待反应完毕，发现有很多残留，加入3mlHClO4，冒烟至近干，加入5ml混酸低温加热10分钟，冷却后定容到50ml容量瓶。
4 仪器参数
Agilent725：功率 1.20 KW，等离子气流量 15.0 L/min，辅助气流量 1.5 L/min，雾化气流量 0.48 L/min，蠕动泵泵速 15 rpm。观测高度4 mm，玻璃雾化系统和矩管。
Plasma1000：功率 1.25 KW，负高压 800 V，冷却气流量 18.0 L/min，辅助气流量 0.8 L/min，载气流量 0.2 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm。观测高度距功率圈上方 12 mm，玻璃雾化系统和矩管。
Plasma2000：功率 1.30 KW，冷却气流量 15.0 L/min，辅助气流量 0.5L/min，载气流量 0.5 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm。玻璃雾化系统和矩管。
5 工作曲线与分析结果
5.1各待测元素的谱线选择（nm）
表1 各元素谱线
元素 仪器 Au Ag Cu
谱线 Agilent725 267.594 328.068 324.754
Plasma1000 267.594 328.068 324.754
Plasma2000 267.594 328.068 324.754
5.2校准曲线
元素 Au Ag Cu
S0 0 0 0
S1 0.1 1 10
S2 0.5 5 50
S3 1 10 100
S4 1.5 15 150
5.3实际样品分析
表2是不同前处理的测试结果，结果表明使用方法（1）测定Au，方法（2）测Ag，两种方法均可测Cu。
表2 不同前处理的测试结果
样品 前处理 Ag Au Cu
1# 方法（1） 0.0079 0.0011 0.99
0.0068 0.0009 1.05
方法（2） 0.0076 0.0001 1.10
0.0079 0.0001 1.08
0.0076 0.0001 1.17
2# 方法（1） 0.0075 0.0038 3.23
0.0101 0.0039 3.20
方法（2） 0.0121 0.0003 3.19
0.0132 0.0005 3.63
0.0114 0.0003 4.02
表3是不同仪器测定结果比较，结果基本一致，推荐使用Agilent 725和Plasma 2000。
表4不同仪器及不同分析方法测定结果比较
Ag328.068 Au267.594 Cu324.754
1# Agilent 725 0.0078 0.0010 1.10
Plasma 1000 0.0075 0.0010 1.06
Plasma 2000 0.0069 0.0010 1.03
2# Agilent 725 0.0122 0.0038 3.21
Plasma 1000 0.0116 0.0038 3.21
Plasma 2000 0.0114 0.0038 *

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