标准曲线法测定高纯工艺试剂盐酸中痕量金属杂质

梁莉芳

（株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲 412004）

标准曲线法测定高纯工艺试剂盐酸中痕量金属杂质

梁莉芳

（株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲 412004）

试验研究建立了高纯工艺中重要试剂盐酸中痕量杂质的分析方法。试样经过蒸发浓缩，挥发除去水和挥发性试剂，保持亚沸状态蒸干。残渣用硝酸溶解，用ICP－MS进行测定，可同时测定Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Ag、Sb、Pb、Bi等杂质元素。

ICP－MS；盐酸；标准曲线法

在近代高新技术电子信息材料研究中，盐酸作为高纯金属、半导体化合物及某些特种合金工艺的重要试剂，其品质一直受到特别关注。特别是高纯金属及ITO靶材工艺中，盐酸的品质至关重要。由于工艺易于受到低水平杂质影响，为达到其所需性能行业质量，必须对工艺中的重要试剂盐酸中的杂质水平连续进行监测。

盐酸中的杂质元素分析文献较多，一般大多采用原子发射光谱法和化学分析法等等，但检测元素不多，ICP－MS法虽有报道，但大多分析步骤长或处理过程复杂或检测元素不多［1～6］。电感藕合等离子体质谱法（ICP－MS）是一种新兴发展起来的分析技术，具有检测限低、灵敏度高、动态线性范围宽及多元素、同位素的检测能力等突出特点，已广泛地用于痕量元素的分析研究。本文首次采取标准曲线法，电感藕合等离子体质谱法测定高纯工艺试剂盐酸中杂质元素含量，取到了满意的结果。

1 试验部分

1.1 仪器及工作参数

X series电感藕合等离子体质谱仪（美国Thermo Elemental公司），仪器工作参数条件见表1和表2。

1.2 试剂和标准溶液配制

试验中所用硝酸为高纯试剂，超纯水（在25℃时电阻率18.2 MΩ·cm）由Mili－Q Element纯水机获得。

Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Ag、Sb、Pb、Bi标准溶液由国家标准物质中心提供的混合标液，根据需要，用1%硝酸溶液配成1.0μg／mL的中间标准溶液。

质谱最佳化调试液由美国热电公司提供，根据需要，用1%硝酸溶液现配成含有1.0μg／mL Be、Co、In、U、Ce、Pb的调试溶液。

硝酸：UP级，苏州晶瑞化学有限公司生产。

盐酸：优级纯，衡阳市迅源化学有限公司生产。

表1 ICP－MS的主要工作参数条件（热焰）

表2 ICP－MS的主要工作参数条件（冷焰）

1.3 试验器具

可调式微量移液器（20～200μL，100～1 000 μL），美国热电公司制。

1.4 样品处理

移取10.0 mL盐酸于100 mL烧杯中，于石英蒸发罩内用红外灯在亚沸状态下蒸干。加入硝酸1 mL，稍加热溶解杂质，用纯水定容至50 mL，摇匀待用。

2 试验结果与讨论

2.1 溶样酸的选择

在电感藕合等离子体质谱分析中，一般不希望引入别的杂质元素，如果采用硫酸溶解样品，势必引入硫元素，硫元素可以与很多元素形成干扰因素，且硫元素进入质谱仪后，清洗干净比较麻烦的，唯有硝酸溶解样品，引入氢、氮和氧元素，而这三种元素在大气氛围下是无处不在，因此选择硝酸溶解样品。

2.2 仪器工作参数的最佳化

ICP－MS仪器的工作参数直接影响测定的灵敏度和精密度。因此，一般在测定之前采用1.0 μg／mL的质谱最佳化调试液对仪器的矩管位置、气体流量、离子镜参数进行最佳化调整并对四极杆进行质量校正。根据试验结果，仪器的最佳化主要工作参数条件见表1和表2。

2.3 测定的同位素选择

高纯工艺试剂盐酸必须测定Na、K、Ca、Ag、Al、Cd、Cu、Zn、Fe、Mg、Sb、Pb、Bi等13个杂质元素。其中Al只有一个同位素27Al；Cd有8个同位素，其中106Cd（1.22%）和108Cd（0.89%）丰度较低舍去，112Cd（23.79%）与112Sn、113Cd（12.34%）与113In、114Cd（28.41%）与114Sn、116Cd（7.66%）与116Sn形成同素异形体，产生干扰舍去，110Cd（12.43%）和112Cd（12.86%）没有同素异形体干扰作为测定的同位素；Cu有2个同位素63Cu和65Cu，选择65Cu丰度较大的；Pb有4个同位素，其中204Pb与204Hg形成同素异形体干扰且丰度较小舍去，选择丰度比较大的208Pb作为测定Pb的同位素；Zn有5个同位素，其中67Zn（4.1%）、70Zn（0.62%）丰度较低舍去，64Zn（48.89%）、64Ni和138Ba形成同素异形体干扰舍去，同理，68Zn（18.56%）有138Ba干扰舍去，66Zn（27.81%）作为测定Zn的同位素。Fe有4个同位素，54Fe、57Fe、58Fe由于丰度低或有同素异形体干扰舍去，56Fe（91.52%）由于有40Ar、16O干扰，必须采用特殊手段测定，其余元素可参考相关文献［7］。

2.4 工作曲线

取不同体积的中间标准溶液（1.2）配置成0 μg／L，1μg／L，10μg／L，50μg／L的标准溶液，按选定的仪器参数进行测定，以杂质标准浓度为横坐标，以相对应的强度为纵坐标，采用标准曲线法，自动绘出工作曲线进行计算。

2.5 测定结果

盐酸样品按1.4试验方法进行处理，在仪器最佳条件下，对供货单位提供的不同批次的盐酸样品进行测定，结果见表3。

表3 实际样品结果μg／g

从表3可以看出，由衡阳市迅源化学试剂有限公司提供的不同批次盐酸，其各杂质元素均小于0.5 μg／g，达到了高纯工艺的质量要求。

2.6 精密度试验

盐酸样品按1.4试验方法进行处理，在仪器最佳条件下，对供货单位提供的同一批盐酸样品进行平行测定10次，采用标准曲线法进行计算，RSD在0.23%～10.42%之间。

3 结 论

采用蒸发浓缩，挥发除去水和挥发性试剂，用质谱法测定，具有快速、准确、灵敏度高、选择性好等特点，各个杂质元素的平行测定也保证了结果准确性，较好地满足了高纯试剂盐酸测定的要求，方法的建立为控制高纯产品中的杂质元素提供了有力的检测依据。

［1］ 李丽.原子发射光谱分析高纯盐酸中的金属杂质［J］.分析试验室，2000，（4）：43－44.

［2］ 丁珺，陈东旭，顾宇.ICP－AES同时测定高纯盐酸中的杂质元素［J］.氯碱工业，2013，（49）：40－42

［3］ 姚继军.动态反应池－ICP－MS分析半导体级盐酸中杂质［J］.电感藕合等离子体质谱，2012，（6）：23－27.

［4］ 程治平，吕箐.ICP法测定副产盐酸中的杂质含量［J］.分析与测试，2003，（5）：53－54.

［5］ 马晓国，梁奕昌，游卫强.共沉淀分离富集－电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高纯氧化钨中痕量金属杂质［J］.分析化学，1998，（10）：16－20.

［6］ 李保涛.工业盐酸中氧化性和还原性杂质的分析［J］.分析试验室，2000，（6）：24－26.

［7］ 覃祺明，尹周澜，黄旭.电感藕合等离子体质谱法测试高纯铟中铁［J］.岩矿测试，2008，（6）：193－196.

Standard Curve M ethod of Determ ination of Trace M etal Im purities in Hydrochloric Acid of High Purity Process

LIANG Li-fang
（Zhuzhou Smelter Group Co.，Ltd.，Zhuzhou 412004，China）

In this paper，an analysis method of trace impurities in hydrochloric acid of reagent in high purity process was established.After evaporation concentration，removing water and components by evaporating，samples should be evaporated to dryness in sub-boiling state.Then the residuum could be dissolved by notric acid，and be determined with ICP-MS.In the meanwhile，impurity elements，such as Na，Mg，Al，K，Ca，Fe，Ni，Cu，Zn，Cd，Ag，Sb，Pb，Bi could bemeasured.

ICP-MS；hydrochloric acid；standard curvemethod

TG115.3＋1

A

1003－5540（2017）02－0073－03

2017－02－10

梁莉芳（1980－），女，工程师，主要从事有色金属分析检测研究。