硫酸-偏钒酸铵-氢溴酸-抗坏血酸体系锡的极谱吸附波研究及其在矿石中的应用

以硫酸-偏钒酸铵-氢溴酸-抗坏血酸为底液,研究了锡的极谱吸附波,并将其应用于矿石中锡的测定。将所选实验方法与使用硫酸-氯化铵-抗坏血酸和硫酸-偏钒酸铵-高氯酸-氯化钾-抗坏血酸为底液测定锡的方法进行对比,结果表明,使用硫酸-偏钒酸铵溶液-氢溴酸-抗坏血酸溶液为底液的极谱法,其灵敏度高于使用硫酸-氯化铵-抗坏血酸和硫酸-偏钒酸铵-高氯酸-氯化钾-抗坏血酸为底液的极谱法。进行了硫酸、偏钒酸铵溶液、氢溴酸及抗坏血酸溶液用量的优化试验,在3 mL硫酸(1+2)、3 mL 0.15 mol/L偏钒酸铵溶液、1 mL氢溴酸、1 mL 100 g/L抗坏血酸溶液体系下峰电流最大,灵敏度最高。在选定的底液条件下能稳定至少24 h。干扰试验结果表明:大量的K⁺、Na⁺,1 mg/mL的Mn、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺,100 μg/mL Cu²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺,30 μg/mL As,5 μg/mL Si、Cd²⁺、Ga,2 μg/mL Cr、Bi、Sb、Ti,1 μg/mL W、Mo、Hg²⁺对质量浓度小于1.0 μg/mL锡的测定不干扰。方法中锡的检出限为1 μg/mL。方法适用于矿石中0.000 1%～1%锡的测定。方法用于钨矿、钼矿以及铜矿标准物质中锡的测定,测定值与认定值相一致,相对标准偏差(RSD,n=6)为3.7%～8.7%。     

三重四极杆电感耦合等离子体质谱法测定K417合金中痕量硒和镉

K417合金中痕量Se和Cd的存在会严重影响其机械性能以及耐用性,因此准确测定其含量至关重要。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定时,存在如⁶⁴Ni¹⁶O⁺对⁸⁰Se⁺以及⁹⁵Mo¹⁶O⁺对¹¹¹Cd⁺等质谱干扰,从而影响测定结果。实验采用盐酸-硝酸-氢氟酸在沸水浴中加热溶解样品,在三重四极杆(MS/MS)充O₂反应模式下,先分别设置一级质量过滤器(Q1)的质荷比(m/z)为80和111;再在碰撞反应池(CCT)中通入反应活性较大的O₂,将⁸⁰Se⁺、⁹⁵Mo¹⁶O⁺、⁹⁴Zr¹⁶O¹H⁺等与O₂反应生成⁸⁰Se¹⁶O⁺、⁹⁵Mo¹⁶O¹⁶O⁺、⁹⁴Zr¹⁶O¹⁶O¹H⁺,而⁶⁴Ni¹⁶O⁺、¹¹¹Cd⁺等不与O₂反应;最后设置二级质量过滤器(Q2)的质荷比分别为96和111,利用质量转移法(Mass shift)和原位法(On mass)使⁸⁰Se¹⁶O⁺、¹¹¹Cd⁺通过并被检测,从而避免了质谱干扰。据此,建立了三重四极杆电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS/MS)测定K417合金中Se和Cd的方法。对O₂流量进行了优化,分别选择O₂流量为0.3 mL/min时测定Se和0.9 mL/min时测定Cd,同时在内标溶液中加入6%(体积分数)的异丙醇作为基体改进剂以提高试验的灵敏度和稳定性。Se的线性范围为0.018~100.0 μg/L,Cd为0.001~5.0 μg/L,线性相关系数均为0.999;Se和Cd的检出限分别为0.018 μg/g和0.000 8 μg/g,定量限分别为0.058 μg/g和0.002 7 μg/g。按照实验方法对高温合金标准物质中Se和Cd进行测定,测定结果与认定值一致。对K417合金样品中Se和Cd进行测定,测定结果与辉光放电质谱法相一致,其相对标准偏差(RSD,n=6)分别为2.2%和14.9%。     

三重四极杆电感耦合等离子体质谱法测定K417合金中痕量硒和镉

K417合金中痕量Se和Cd的存在会严重影响其机械性能以及耐用性,因此准确测定其含量至关重要。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定时,存在如⁶⁴Ni¹⁶O⁺对⁸⁰Se⁺以及⁹⁵Mo¹⁶O⁺对¹¹¹Cd⁺等质谱干扰,从而影响测定结果。实验采用盐酸-硝酸-氢氟酸在沸水浴中加热溶解样品,在三重四极杆(MS/MS)充O₂反应模式下,先分别设置一级质量过滤器(Q1)的质荷比(m/z)为80和111;再在碰撞反应池(CCT)中通入反应活性较大的O₂,将⁸⁰Se⁺、⁹⁵Mo¹⁶O⁺、⁹⁴Zr¹⁶O¹H⁺等与O₂反应生成⁸⁰Se¹⁶O⁺、⁹⁵Mo¹⁶O¹⁶O⁺、⁹⁴Zr¹⁶O¹⁶O¹H⁺,而⁶⁴Ni¹⁶O⁺、¹¹¹Cd⁺等不与O₂反应;最后设置二级质量过滤器(Q2)的质荷比分别为96和111,利用质量转移法(Mass shift)和原位法(On mass)使⁸⁰Se¹⁶O⁺、¹¹¹Cd⁺通过并被检测,从而避免了质谱干扰。据此,建立了三重四极杆电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS/MS)测定K417合金中Se和Cd的方法。对O₂流量进行了优化,分别选择O₂流量为0.3 mL/min时测定Se和0.9 mL/min时测定Cd,同时在内标溶液中加入6%(体积分数)的异丙醇作为基体改进剂以提高试验的灵敏度和稳定性。Se的线性范围为0.018~100.0 μg/L,Cd为0.001~5.0 μg/L,线性相关系数均为0.999;Se和Cd的检出限分别为0.018 μg/g和0.000 8 μg/g,定量限分别为0.058 μg/g和0.002 7 μg/g。按照实验方法对高温合金标准物质中Se和Cd进行测定,测定结果与认定值一致。对K417合金样品中Se和Cd进行测定,测定结果与辉光放电质谱法相一致,其相对标准偏差(RSD,n=6)分别为2.2%和14.9%。     

电感耦合等离子体串联质谱法测定高温合金中痕量磷和硫

采用电感耦合等离子体质谱法测定高温合金中痕量P和S时会受到严重的质谱干扰从而影响测定结果。采用王水-氢氟酸溶解样品,在串联四极杆(MS/MS)模式下,先分别设置一级质量过滤器(Q1)的质荷比(m/z)为31和32,接着向碰撞/反应池内通入O₂,³¹P⁺和³²S⁺会与O₂反应生成³¹P¹⁶O⁺和³²S¹⁶O⁺,而干扰离子不能与O₂发生反应,设置二级质量过滤器的质荷比分别为47和48,使得³¹P¹⁶O⁺和³²S¹⁶O⁺通过并被检测器检测,从而避免了质谱干扰。据此,建立了电感耦合等离子体串联质谱法(ICP-MS/MS)测定高温合金中痕量P和S的方法。对O₂流速进行了优化,选择O₂流速为0.375 mL/min。方法线性范围为1.00~100 μg/L,线性相关系数不小于0.999 7,P和S的检出限分别为0.075 μg/g和0.086 μg/g,定量限分别为0.23 μg/g和0.26 μg/g。选择高纯镍标准样品为测定对象,按照实验方法对其中P和S进行测定,并进行空白加标回收试验,回收率在96%~109%之间。采用所建立的实验方法对高温合金标准物质和高温合金样品中P和S进行测定,测定结果分别与认定值、电感耦合等离子体原子发射光谱法或高频燃烧红外吸收法测定值基本一致,实际样品测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为2.0%～4.7%。     

萃淋树脂分离富集-催化褪色光度法测定电镀废水中痕量铬Ⅵ

样品溶液以1.0 mL/min的流量通过微型树脂交换柱交换分离后,样品中Cr(Ⅵ)被磷酸三丁酯(TBP)萃淋树脂吸附,用0.5 mol/L HCl和水分别进行淋洗,Cr(Ⅵ)与样品中Fe³⁺、Al³⁺、Cr(Ⅲ)等干扰测定的金属离子分离,从而实现了对CrⅥ的分离富集。在0.05 mol/L H₂SO₄介质中,痕量CrⅥ强烈催化高碘酸钾与核固红的氧化褪色反应,基于该种作用,建立了一种新的测定痕量CrⅥ的催化光度法。体系的最大吸收波长为555 nm,CrⅥ在0~10.0 μg/L范围内符合比尔定律,方法的检出限为2.01×10^-2 μg/L。方法用于测定电镀废水中痕量CrⅥ,测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相符,6次测定值的相对标准偏差(RSD)小于4%。     

过氧化氢-钛-氟化物体系褪色光度法测定熔盐中氟

在pH 3.2～3.5的硫酸介质中,Ti与氟离子络合形成H₂TiF₆,使Ti与H₂O₂生成的黄色络合物(TiO·H₂O₂)SO₄褪色,且褪色的程度与氟离子含量呈线性关系,据此提出了一种褪色光度法测定熔盐中氟含量的方法。试样采用氧化锌、碳酸钠和石英砂的混合熔剂熔融,经水浸取、过滤后,分取适量样品溶液,加入二氧化钛溶液,用硫酸调节pH值,加入双氧水溶液进行反应15 min后在波长410 nm处测定吸光度。氟含量在0.5～6μg/mL时,校准曲线呈线性关系,相关系数r=0.999 6,方法检出限为0.35 μg/mL。测定0.5 μg/mL的氟,5倍的SO₄^2- 、10倍的Na⁺、20倍的K⁺和Cl^-不干扰测定,熔盐样品中的Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺因其在试样熔融后已被沉淀分离,也不干扰测定。用本法对海绵钛厂镁电解车间2个熔盐样品中氟进行测定,结果与氟离子选择电极法和极谱法一致,相对标准偏差（n=5）分别为2.2%和4.2%。     

微波消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定锌渣中硒

锌渣中硒的准确测定对其回收利用有重要意义。采用HNO₃-HClO₄-HF-H₂SO₄体系微波消解样品，将样品溶液于电热板上蒸至剩余2～3 mL后用王水(1+1)浸提，建立了氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)对锌渣中硒测定的方法。实验表明，硒质量浓度在2～16μg/L范围内与其对应的荧光强度呈良好的线性关系，相关系数为0.999 7,方法检出限为0.01μg/g,定量限为0.03μg/g。对大量锌渣样品中共存元素的含量进行统计分析，发现锌渣中主要成分有铁、锌、铅、铝，干扰试验表明，这些共存元素对测定的干扰可忽略。按照实验方法对3个不同硒含量的锌渣样品进行精密度和加标回收试验，硒测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为1.2%～2.0%,加标回收率为93%～101%。对硒质量分数为2.35～100μg/g的锌渣样品中硒进行测定，测定结果与碱熔-HG-AFS结果基本一致。     

阴离子交换树脂相分光光度法测定铝合金中痕量铜

建立了以Dowex 1×2型阴离子交换树脂为吸附相,在pH值为8.0、非离子表面活性剂存在下,铜与铜试剂、乳化剂OP三元络合体系测定铜含量的分光光度法。通过试验确定了Dowex 1×2型阴离子树脂用量为0.30 mL、显色剂用量为2.0 mL、乳化剂OP溶液用量为1.0 mL、最佳吸附时间为25 min、最大吸收波长为437 nm。常见共存离子不干扰铜的测定,Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺对显色体系的干扰,可加入5 mL 50.0 g/L EDTA-200.0 g/L TAC混合掩蔽剂掩蔽。Cu浓度在4.0～50.0 μg/mL范围内符合比尔定律,线性回归方程为A=0.279 0ρ+0.062 7,相关系数r=0.999 3,表观摩尔吸光系数ε为1.79×10⁵ L·mol^-1·cm^-1。方法的检出限为0.063 mg/mL。对铝合金样品中痕量铜进行测定,相对标准偏差(n=6)为3.0%~7.9%,测定结果同原子吸收光谱法的结果一致。     

苯芴酮-溴化十六烷基三甲基铵分光光度法测定钛铁中锡

试样用硝酸、氢氟酸、硫酸溶解,以强碱分离法沉淀大部分干扰离子,以2.0 mL 150 g/L抗坏血酸溶液、1.0 mL 10 g/L草酸溶液掩蔽Al³⁺、Mn²⁺、Ti⁴⁺、V(Ⅴ)、Cl^-、F^-等干扰离子。在约0.9 mol/L硫酸介质中锡与苯芴酮、溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)作用形成三元络合物,并在536 nm处有最大吸光度,据此可实现锡的分光光度法测定。锡在0.1 ~1.0 μg/mL范围内符合比尔定律,线性相关系数为0.999 8。方法测定下限为0.030%。对钛铁试样中锡进行测定,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法的测定值相吻合,相对标准偏差(RSD, n=8)小于3.0%。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定处理废水中砷

研究了氢化物发生-原子荧光光谱法测定砷钙渣固化、高砷烟尘湿法中和、苄基砷酸及仲钨酸铵生产等废水中砷的最佳条件。实验表明,废水样经化学处理,在稀盐酸介质中用硫脲-抗坏血酸将砷预还原为砷,Fe³⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cu²⁺、F^-、S^2-、Bi³⁺、Sn⁴⁺、Sb⁵⁺等23 种离子的允许量（mg/50 mL）中高者达250或低至0.5。载液盐酸浓度为5%（V/V）,定量样品与15 g/L硼氢化钾碱性溶液混合生成砷化氢。在选定条件下, 砷量在 2～100 μg/L范围内线性关系良好,检出限（3σ/K）为0.001 4 μg/L。方法用于实际废水样品分析, 相对标准偏差（n=9～11）为1.6%～5.9%,加标回收率在93%～118%之间,固化废水测定值与砷锑钼蓝光度法相符。     

酶催化荧光猝灭法测定土壤中痕量硒

在牛血红蛋白催化作用下,H₂O₂能够氧化L-酪氨酸产生荧光,而硒对该荧光体系具有较强的猝灭作用。据此,建立了一种酶催化荧光猝灭法测定痕量硒的新方法。实验从pH值、L-酪氨酸溶液浓度、H₂O₂浓度,牛血红蛋白溶液浓度和反应时间等方面进行了探讨。在pH 9.8的NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液中,当L-酪氨酸、H₂O₂和血红蛋白的浓度分别为7.5×10^-5 mol/L、1.0×10^-4 mol/L和 2.0×10^-7 mol/L时,测定硒的线性范围为0.3~50 μg/mL,方法的检出限为0.05 μg/mL。方法应用于富硒花生土壤中痕量硒的测定,测定值与原子吸收光谱法的测定值基本一致,相对标准偏差为4.6%～4.9%。     

酒石酸插层水滑石修饰ITO电极伏安法测定水中铅

将酒石酸插层水滑石(TA-HT)分散于壳聚糖(CS)溶液中,制备了新型的薄膜修饰电极。采用X射线衍射仪(XRD)、红外吸收光谱仪(IR)对酒石酸插层水滑石进行了表征,循环伏安法(CV)对修饰电极进行了电化学表征,线性扫描溶出伏安法(LSSV)研究Pb²⁺在修饰电极上的电化学行为。与裸电极相比,修饰电极的电化学活性得到很大的提高。Pb²⁺在5～180μg/L的浓度范围内与其峰电流呈良好的线性关系,相关系数为0.997,检测限可达1μg/L。测定0.1mg/LPb²⁺,当相对误差在±5%范围时,200倍Na⁺、K⁺、F^-、NO₃^-,100倍Zn²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Co²⁺,10倍Bi³⁺、Ca²⁺,5倍Cu²⁺不干扰测定。方法用于实际池塘水样中Pb²⁺的测定,测定值与原子吸收光谱法的测定值基本一致,回收率在98.0%～102.5%之间。     

铋和二氧化锰共沉淀分离-火焰原子吸收光谱法测定铅锭中铋

铅锭样品经硝酸(1+3)溶解,分别用氨水和硝酸(1+3)调节溶液的pH值约为3.1,加入10mL 100g/L硝酸锰溶液,于70℃的温度下,在0.47~0.70mol/L硝酸中加入10mL10g/L高锰酸钾溶液并不断搅拌,利用二氧化锰与铋共沉淀的特性实现了铋与基体铅的分离,将过滤所得沉淀用盐酸双氧水混合酸(49+2)溶解,以10%~25%(V/V)盐酸为测定溶液介质,选择223.1nm为测定波长,建立了火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定铅锭样品中铋的方法。在选定的仪器条件下,铋在0.50~5.00μg/mL范围内和其对应的吸光度呈良好的线性关系,相关系数r=0.999 8,铋的方法检出限为0.002 8μg/mL。干扰试验表明,铅锭中分离后余下的铅及其他元素不干扰对铋的测定。将实验方法应用于4个质量分数为0.000 39%~0.062%的铅锭标准样品中铋的测定,结果与认定值基本一致,相对标准偏差(RSD,n=11)在0.67%~8.1%之间,加标回收率为98%~102%。     

盐酸羟胺-盐酸浸取氧化锰矿中锰

氧化锰是锰矿石中最主要的一类矿物,也是锰矿石在工业上应用最为广泛的一类矿物。但是目前对锰矿石中氧化锰的研究仅局限于某一矿区的特定矿物,不能涵盖我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。实验选择了不同矿区、不同种类的氧化锰矿石,从中挑选出软锰矿、水锰矿、褐锰矿的单矿物,分别加入了盐酸羟胺-盐酸、草酸-硫酸、亚硫酸(H_2SO_3)、硫酸-氢氟酸-氟化钾(H_2SO_4-HF-KF)和偏磷酸(HPO_3)共5种浸取剂,只有盐酸羟胺-盐酸的浸取率均达到了98%以上,适用于实验用的所有单矿物。为进一步确定最佳浸取条件,选择了10min~1.5h浸取时间、5~40g/L盐酸羟胺溶液和HCl(0.2+99.8)~(3+97)的酸度(也就是HCl的体积分数范围为0.2%~3%)分别进行了3种单矿物试验,结果发现在30min~1.5h之间,不低于20g/L盐酸羟胺溶液和不低于HCl(1+99)的酸度(即HCl的体积分数不小于1%)的条件下,3种单矿物的浸出率均达到99.5%以上。考虑到原矿石的复杂情况,最终确定了向氧化锰矿石中加入50mL 20g/L盐酸羟胺-盐酸(1+99),在沸水浴条件下浸取1.0h,使Mn~(3+)和Mn~(4+)还原到Mn~(2+)从而破坏其原本的矿物结构后将锰解析出来,过滤后用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定溶液中锰含量的方法。锰的检出限为0.7μg/g,方法适用于我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。按照实验方法测定锰矿石原矿样品,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为0.39%和1.1%,对锰矿石原矿样品的单矿物加标回收率在99.7%~102.3%之间。     

碱熔-碲共沉淀富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石油化工废催化剂不溶渣中铂钯

采用过氧化钠高温熔解样品,3.0～4.5 mol/L盐酸介质中二氯化锡还原、碲共沉淀富集铂、钯,选择Pt 265.945 nm、Pd 340.458 nm作为分析谱线,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定石油化工废催化剂不溶渣中铂、钯的方法。样品中铂的质量浓度在2～27 μg/mL、钯的质量浓度在0.7～20 μg/mL范围内,校准曲线线性方程分别为I _Pt =3 624 × ρ_Pt－180.4和I _Pd = 9 869 ×ρ_Pd－220.9,线性相关系数R²均为0.999 98。方法中铂、钯的检出限分别为0.017 μg/mL和0.004 2 μg/mL。测定石油化工废催化剂不溶渣样品中109～1 342 g/t铂和37～977 g/t钯,结果的相对标准偏差(RSD,n=5～11)分别为1.1%～1.9%和1.1%～3.6%,测定结果与火试金富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法的测定结果一致,铂、钯的回收率分别为99%～100%和100%。     

微波消解-磺基水杨酸光度法测定磷矿石中铁

磺基水杨酸光度法测定铁是比较经典的方法,但对于磷矿石,采用敞口聚四氟乙烯烧杯在电热板上溶矿过程中溶液易喷溅,且显色时在pH 8~11溶液中,PO_4~(3-)会跟磷矿石中的Ca~(2+)、Mg~(2+)反应生成沉淀而影响铁的测定,同时含锰高的磷矿石中的Mn~(2+)也会对铁的测定产生干扰。因此实验在HNO_3-HF-SSA(磺基水杨酸)混合酸里采用密闭高压微波消解技术快速消解各种磷矿石,并通过磺基水杨酸光度法在六次甲基四胺介质中测定磷矿石中铁(以Fe_2O_3形式表示)。考察确定了微波消解条件(功率400 W、压力0.5 MPa、消解时间10min)和混合酸的最佳用量(2mL HNO_3-5mL HF-2mL 200g/L SSA溶液),并对磷矿石国家标准物质和实际样品分析,结果表明,实验方法与国家标准方法(GB/T 1871.2—1995)以及电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定结果一致,测定值与认定值一致,相对标准偏差(RSD,n=5)在2%以内,可满足磷矿石中0.05%~10%三氧化二铁的测定要求。