电感耦合等离子体质谱法测定甲醇中微量元素

严顺英，李秋妍，荣百炼

(昆明物理研究所，云南 昆明 650223)

电感耦合等离子体质谱法测定甲醇中微量元素

严顺英，李秋妍，荣百炼

(昆明物理研究所，云南 昆明 650223)

为了建立低检出限、高精密度的甲醇检测方法，采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定甲醇中Li、Na、K、Ca、Al、Mo、Sb、W等15种微量元素的含量。测试方法的线性相关系数在0.999 8～1.000之间，甲醇样品中杂质含量较低，均小于0.5 μg/L。各元素的加标回收率在92%～105%之间，相对标准偏差RSD小于4%，测试结果准确，精密度高，方法检出限低，可达0.000 5～0.010 0 μg/L。该方法可快速、准确的测定高纯甲醇中15种微量元素。

甲醇；电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)；微量元素

甲醇是在HgCdTe探测器工艺中大量使用的一种化学试剂，其中的微量杂质元素含量会严重影响到HgCdTe材料的性能(如载流子浓度、迁移率等)及后续工艺。因此，甲醇中杂质(特别是金属杂质)元素的检测在HgCdTe探测器工艺中越来越受到关注。在我国的国家标准中只对甲醇产品的主含量、部分有机杂质及蒸发残渣含量等做出了规定，而对微量元素的含量并未明确要求[1]。目前，检测液体中的杂质常见方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、等离子发射光谱法[2-8]，这3种方法对不同的元素有不同的检测限和灵敏度。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是20世纪80年代以来发展最快的无机痕量元素分析技术之一[9]，该技术可以进行定性、半定量、定量分析和同位素比值的准确测量等，还可以与其他技术如HPLC、HPCE、GC联用进行元素形态、分布特性的分析。随着ICP-MS技术的迅速发展，现已被广泛地应用于环境、半导体、医学、生物、冶金、石油、核材料分析等领域[10-17]。与传统的无机分析技术相比，ICP-MS具有高灵敏度、低检出限、线性动态范围宽、干扰少，适合多种痕量元素同时测定等优点[18-20]。

ICP-MS是测试多种微量杂质元素的高效、准确的方法。但目前，用ICP-MS同时测定甲醇中多种微量元素含量的文章较少。本研究采用ICP-MS对甲醇中多种微量杂质元素进行分析，建立低检出限、高精密度的甲醇测试方法。

1 实验部分

1.1主要仪器及装置

高分辨电感耦合等离子体质谱仪，电热板，移液枪等。

1.2主要试剂及器皿

Li、Na、K、Ca、Al、Mo、Sb、W、Bi、V、Mn、Cu、Ga、Ge、Co标准储备溶液：浓度为1 000 mg/L，含2%硝酸，工作时再配成所需的浓度；硝酸：经蒸馏提纯；DI水：电阻率不小于18 MΩ·cm；甲醇：经过提纯；氩气纯度：不小于99.999%。

聚四氟乙烯容量瓶、聚四氟乙烯烧杯，实验所使用的器皿均用30%硝酸浸泡48 h，并用DI水冲洗至少20遍。

1.3实验环境

本研究所测定的元素含量均达到ng/L级别，对环境的要求很高。实验均需在千级洁净间完成，且需穿着超净服，同时佩戴口罩、手套。

1.4样品预处理

用移液枪准确移取50 mL经提纯后的甲醇样品于100 mL聚四氟乙烯烧杯中，盖上盖子，置于90 ℃恒温电热板上，挥发至干后，用3%硝酸溶液定容至10 mL，平行制取2份样品，同时做空白1份。

2 结果与讨论

2.1仪器工作参数的选择

ICP-MS的测试信号受气体流速、射频功率、矩管位置、离子透镜电压等参数的影响。调试参数时，应以灵敏度、背景信号、氧化物生成率等作为考察指标，综合考虑后确定仪器的最佳工作参数，列于表1。

2.2测试方法的选择

测试时需根据基体的不同，选择不同的测试方法(包括分辨率、同位素等方面)。在质谱测定时，由于许多元素具有多种同位素，测试方法的选择应按照干扰小、丰度大、灵敏度高的原则进行。

表1 ICP-MS工作参数

设备的低、中、高分辨率分别为300、4 000、10 000。测试方法中，低分辨的积分窗口为80%，中分辨和高分辨的积分窗口均为60%，3种分辨率的扫描次数均为6次。实验中，39K峰与38Ar1H峰较难分开，需采用高分辨进行测试；对W、Bi两种高质量数元素采用低分辨测试，其余元素用中分辨测试。

2.3待测元素同位素及线性相关系数

在实验选定的测试方法中，待测杂质元素同位素及标准曲线的线性相关系数列于表2。

表2 元素测定质量数及线性相关系数

从表2可以看出，待测杂质元素标准曲线的线性相关系数在0.999 78～1.000 00范围内，说明待测元素标准曲线回归较好，其中Li元素的标准曲线相关系数为1.000 00，结果最为满意。

2.4检出限

由于实验所测试的甲醇样品中杂质元素含量很低(达到ng/L级别)，为保证测试结果准确，对同一空白溶液进行了8次测试，取8次测试的平均值，以空白溶液的3倍标准偏差计算方法的检出限，结果列于表3。

检出限=

2.5加标回收率

为检验测试方法的准确性，在甲醇样品1中加入一定浓度的标准溶液，测定样品的加标回收率，结果列于表3。

从表3可以看出，各待测杂质元素的加标回收率较好，在92%～105%之间，除Ca的检测限为0.010 0 μg/L外，其他杂质元素检测限在0.000 5～0.010 0 μg/L，都比较低，说明该方法准确、可靠。

表3 检出限和回收率

2.6甲醇样品中微量元素测定结果

甲醇样品经提纯、预处理后，用ICP-MS法测定其中15种微量杂质元素，结果列于表4。

从表4可以看出，经提纯后的甲醇杂质含量较低，为0.001～0.452 μg/L。在待测杂质元素中，除Ca和Al的含量相对较高外，其余杂质元素含量都非常低，测试精密度高，相对标准偏差RSD均在4%以下。

表4 甲醇样品测定结果

注：测试结果为6次扫描的平均值

3 结论

本研究采用ICP-MS法测定了甲醇中Li、Na、K、Ca、Al等15种微量元素的含量，建立了甲醇样品前处理及杂质元素测试方法。结果表明：该方法得到的各杂质元素标准曲线的线性相关系数在0.999 78～1.000 00之间，线性回归较好；甲醇样品中杂质含量很低，均小于0.5 μg/L；加标回收率在92%～105%之间；相对标准偏差RSD均在4%以下，测试精密度较好；方法检出限低，达到0.000 5～0.010 0 μg/L。

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DeterminationofTraceElementsinMethylAlcoholbyICP-MS

YAN Shun-ying, LI Qiu-yan, RONG Bai-lian

(KunmingInstituteofPhysics,Kunming650223,China)

In order to create the detection method o methyl alcohol with low detection limit and high precision， kinds of 15 trace elements including Li, Na, K, Ca, Al, Mo, Sb， W in methyl alcohol were determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). The results show that the linear correlative coefficients are in the range of 0.999 8—1.000. The contents of impurity elements are lower than 0.5 μg/L in methyl alcohol. The results of testing are accurate, the recoveries of the elements are 92%—105%, the relative standard deviation(RSD) is less than 4% and the precision of testing is high. The detection limit of method is low, which is in the range of 0.000 5—0.010 0 μg/L. This method is rapid and accurate， which can determine 15 trace elements in high purity methyl alcohol.

methyl alcohol; inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS); trace elements

2013-03-22；

：2013-06-07

严顺英(1982～)，女(汉族)，云南大理人，硕士，从事材料中杂质元素的检测与分析。E-mail: ysy2656@163.com

O 657.63

：A

：1004-2997(2014)01-0085-05

10.7538/zpxb.2014.35.01.0085