电感耦合等离子发射光谱仪分析谱线选择及确定
2021-08-09刘星宋红艳
刘星，宋红艳
（中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001）
0 引言
电感耦合等离子发射光谱仪工作原理是：使用耦合感应等离子激励，受激励的原子和离子发出元素特征的谱线，所发出的射线在光学系统中被分解为它的光谱分量，其强度用半导体检测器（CCD）进行测量[1-5]。而每个元素的分析谱线对各元素有不同的影响，因元素所在波段背景不同，带来的背景波动就会不同，而且不同的波段分析谱线各元素之间的影响业会有所不同，对检测结果准确性及精密度都会带来很大的影响，因此选择合适分析谱线有非常重要意义[6-9]。现用电感耦合等离子发射光谱仪（ARCOSFHS12型号）测定油中硅元素为例，通过选择不同波段进行硅含量检测分析，根据检测数据结果，进行了多项元素对分析元素的光谱干扰研究，选择合理优质的分析谱线，能够让方法更准确，精密度更高,检测结果更准确[10-12]。
1 实验部分
1.1 设备
仪器名称：SPECTRO ARCOS
型号：FHX12
类型：76004553
1.2 仪器工作条件（见表1）
表1 仪器工作条件
1.3 仪器推荐Si的谱线
波长 251.612nm 波长288.158nm
波长 152.672nm 波长212.412nm
1.4 主要试剂及标准溶液
标准油是A division of SCP SCIENCE/une division de SCP SCIENCE提供的500ppm含21元素的标油。准确称取标油，用白油调制粘度，再用稀释剂，配制一系列标油。试验所用白油和稀释剂均为优级空白油。分别配成0.000µg/g、1.874µg/g、3.998µg/g、7.184µg/g一系列标油。
1.5 检测数据
表2 288.158nm波长段检测数据
表3 251.612nm波长段检测数据
表4 152.67nm2波长段检测数据
表5 212.412nm波长段检测数据
2 分析与讨论
在不同波长段，分别对以上系列标油进行扫描，在进行背景扣除和谱峰设定后，获得一系列数据，可以发现在不同波长段，影响元素各不相同，强度值也大小不一，结果也有不同的变化（见表6）。
表6 精密度与准确度
在288.158nm波长段，Si的强度值为8000，影响较大的钠离子（Ⅱ）在波长288.115nm时，强度值为3600，铱离子（Ⅰ）在波长288.264处，其强度值为3240，铌离子（Ⅱ）在波长28.318段，强度值为2140，其次铝离子（Ⅱ）在288.145波长时的强度值为2000，油中铌和铱元素存在几率很小，对硅的检测不会带来影响，相对硅强度值8000，其它元素的强度值基本低于1000以下，都不会带来较大干扰。在该波长段检出线为0.00242 mg/L，曲线标准偏差0.0797mg/L，背景等效浓度为0.549mg/L，相关系数为0.99999%。
在251.612波长段，硅的强度值为2000，在251.546波长段，钠的强度值为2400，251.810波长段，铁的强度值为3200，带来一定干扰。在此波长段的背景等效浓度为0.418mg/L，曲线标准偏差为0.0876 mg/L，与波长288.158比较标准偏差偏大。
在152.672波长段，硅的强度值为2000，在152.486波长段铜的强度值为800，碘的强度值为18000，Cl的强度值为2000，影响较大。在此波长段的背景等效浓度为6.25mg/L，曲线标准偏差为0.0637。背景等效浓度较大，对检测分析结果影响就会较大，不宜选择该波长
在波长212.412段，硅的强度值为400，在212.298波长段铜的强度值为1300，212.274波长段锌的强度值为145，硫在212.462波长段的强度值为111，当铜含量偏高时，在该波长段检测硅含量，会有一定的影响。在此波长段的背景等效浓为0.63mg/L，曲线标准偏为差0.102mg/L，大于288.158波长标准偏差。
3 结论
在进行油中杂质硅的测定时，从以上数据可以看出，分析谱线波长对测量结果有巨大的影响。测定元素所在波长干扰元素强度值太大，对测量结果有显著的影响；而本身元素强度值太小，发射出来的特征谱线就会弱，对测量结果会有影响；选择自身强度值大、而且干扰元素强度值较小的优质波长，才能检测出准确的结果。综上所述，从测量结果与配制标油含量的再现性、重复性来看，波长288.158段，精密度和准确性是最好的，只有在精密度比较高的前提下，才能保证分析结果的可靠性；而且结果的准确度也是最好的，其测量结果的重复性及再现性能满足GB/T17476-1998标准重复性及再现性范围。288.158谱线是检测硅含量最佳谱线。因此在选择分析谱线时，应综合考虑其它元素带来的干扰因素及特征谱线强度值，才能使其曲线标准偏差、背景等效浓度为、相关系数为达到最佳状态，保证检测结果的准确性。
