APP下载

ICP-OES测定六氟磷酸锂合成液中的磷元素

2017-10-12

河南化工 2017年8期
关键词:标准偏差检出限电感

, , , ,

(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

B

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。

猜你喜欢

标准偏差检出限电感
环境监测结果低于最低检出限数据统计处理方法
基于无差拍电流预测控制的PMSM电感失配研究
定量NMR中多种检出限评估方法的比较
倾斜改正在连续重力数据预处理中的应用
基于NCP1608B的PFC电感设计
基于耦合电感的自均流LLC谐振变换器的设计
平滑与褶皱表面目标的散射光谱的研究
互感器检定装置切换方式研究
浅谈电感和电容在交流电路中的作用
基于EP-17A2的胶体金法检测粪便隐血的空白限、检出限及定量限的建立及评价