ICP-OES测定六氟磷酸锂合成液中的磷元素

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(多氟多化工股份有限公司 ， 河南 焦作 454191)

•分析测试•

ICP-OES测定六氟磷酸锂合成液中的磷元素

史小洁，施秀华，王鹏杰，李磊，刘莎莎

(多氟多化工股份有限公司，河南焦作454191)

使用电感耦合等离子发射光谱仪，采用氩气内标法对六氟磷酸锂合成液中磷进行测定。用该仪器的检定规程做出磷的检出限为0.002 mg/kg，稳定性相对标准偏差<2%。重复性相对标准偏差<3.5%。加标回收率101%～103%。

电感耦合等离子体发射光谱仪 ； 氩气内标法 ； 合成液 ； 磷

六氟磷酸锂是商品化锂离子电池中应用最广泛的主要电解质锂盐。锂离子电池所必须的电解质中性能最好、用量最大的是六氟磷酸锂，因此六氟磷酸锂的合成技术水平决定了锂电池的技术发展。

磷最常用的分析方法是分光光度法、离子色谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。离子色谱法检测方法虽简单准确，很难在同台仪器兼容检测其它不同类物质，运行成本高。分光光度法样品前处理复杂，操作步骤麻烦，影响因素较多，工作效率低。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)能同时检测几十种元素，也可以同时检测不同类型性质的物质，具有线性范围宽，检出限低，稳定性好，精密度高，准确度高，样品前处理简单等优点。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

仪器：耐氟化物腐蚀的进样系统的7000DV型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Perkin Elmer公司)； 100 mL聚乙烯瓶(PE瓶)。

试剂：磷标准溶液(美国Perkin Elmer公司) ；水均为一级水。

1.2 仪器工作条件

通过一系列实验，仪器ICP-OES 7000DV电感耦合等离子体光谱仪测磷的最佳仪器条件：耐氢氟酸腐蚀的雾化室及十字交叉雾化器；RF功率1 300 W；等离子体气15 L/min；辅助气0.2 L/min；雾化气0.8 L/min；轴向观测位；蠕动泵速1.5 L/min。

1.3 分析步骤

1.3.1试验溶液的制备

称取约5 g试样，精确至0.000 2 g，置于100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

1.3.2工作曲线溶液的制备

①磷储备液(10 mg/L)。准确移取5 mL磷标准溶液(1 000 mg/L)与500 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即配制成磷储备液(10 mg/L)。②配制工作曲线标准溶液。准确移取0、2.00、5.00、10.00、20.00 mL磷储备液(10 mg/L)分别置于100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，配制成溶度分别为0.20、0.50、1.00、2.00 mg/kg(因磷标准溶液浓度较低近似为水溶液，密度近似1 g/cm3，即标准溶液的单位也可表示为mg/kg)磷系列标准溶液。

1.3.3测定

按电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)操作规程打开仪器，待仪器处于稳定状态后，以水为空白，对工作曲线溶液进行测定，以被测磷元素浓度为横坐标，对应的响应值为纵坐标绘制工作曲线。同样仪器条件下测定试验溶液磷元素的响应值，在对应的工作曲线中查磷的浓度(mg/kg)。

2 结果与讨论

2.1 观测位、谱线的选择

六氟磷酸锂合成液中磷含量较高，径向背景强度低，干扰小；轴向背景强度高，干扰大，所以选择径向观测位对其进行测定。

2.2 谱线的选择

不同波长的谱图见图1～4。

图1 波长 213.617 nm的谱图

图2 波长214.914 nm的谱图

图3 波长177.434 nm的谱图

图4 波长178.221 nm的谱图

从图1～4得出：①177.434 nm、178.221 nm两条谱线基线波动较大，且该波长下出峰位置不明显，信倍比低，因此该波长不适用舍去。②213.617 nm出峰位置有部分偏移且信倍比没有214.914 nm大，相关系数也不如214.914 nm好。③214.914 nm曲线基线平稳，峰型较好，信倍比大，相关系数达到0.999 9以上，综合考虑选用214.914 nm在径向观测位进行测量。

2.3 物理干扰实验

由于温度、黏度等影响造成样品雾化效率不一致，从而导致离子化效率不一样，导致样品基线波动较大，通过氩气内标法仪器可以自动弥补此方面的缺陷。因此本方法是将氩作为内标物质，矫正分析过程中的基线漂移。

2.4 方法检出限

按仪器的工作条件，对11份空白溶液进行测定以3倍的标准偏差作为方法检出限，检测元素为P，波长214.917 nm，检测结果为0.008 2、0.007 2、0.006 6、0.008 8、0.006 7、0.007 8、0.006 9、0.007 8、0.006 4、0.007 9、0.008 7 mg/kg，平均标准偏差为0.000 84，检出限为0.002 mg/kg。

2.5 方法重现性

按仪器的工作条件，对6个样品各进行11次重复测量，并计算其相对标准偏差，结果见表1。

表1 方法重现性

从表1得出其相对标准偏差均<3.5%，证明仪器和方法重现性较好，满足检测要求。

2.6 仪器稳定性

按仪器工作条件，对同一样品每隔30 min测量1次，重复测量6次，计算6次结果的相对标准偏差，结果见表2。

表2 仪器稳定性

从表2得出相对标准偏差<2%，证明仪器和方法的稳定性较好，能够满足检测要求。

2.7 回收率

加标回收率见表3。

从表3得出加标回收率在101%～103%，满足加标回收率要求。

表3 加标回收率

注：样品为3#样品，原溶液浓度为0.432 45 mg/kg。

3 结论

综上所述，用ICP-OES电感耦合等离子体原子发射光谱仪，采用氩气内标法检测六氟磷酸锂合成液中磷元素，采用214.914 nm波长、径向观测等仪器条件进行检测，可具有基体干扰小，检出限低(0.002 mg/kg)，工作曲线线性好(R>0.999 9)等优点。同时检测结果的重现性和稳定性均满足检测要求，加标回收率为101%～103%。

该方法工作效率高，能快速、准确、大批量地检测六氟磷酸锂合成液中的磷元素含量，可满足工业化大生产成品快速准确检测需求，便于及时调整工艺参数控制，弥补了分光光度法样品前处理麻烦，操作复杂、效率低等缺陷，为更好地提高和稳定六氟磷酸锂产品质量提供强有力保证。

O657.3

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1003-3467(2017)08-0062-03

2017-05-06

史小洁(1987-)，女，助理工程师，从事电子化学品相关材料新方法的研究及检测工作，电话：15039127673，E-mail：dfdhys@126.com。