氟化氢铵消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定地球化学样品中的钨锡钼

2022-03-24任梦阳

中国无机分析化学 2022年2期

任梦阳

(长春科技学院，长春130400)

钨、锡、钼三种金属元素在自然界中常以共生或者伴生的形态存在，分离和消解较为困难。在地球化学样品的分析测试过程中，快速、准确地测定这三种元素，对找到成矿规律意义重大，可以为地质找矿工作提供强有力的支持。目前多以极谱法[1-3]、光谱法[4-5]、电感耦合等离子体质谱法[6-8]来分析。上述方法中极谱法采用碱熔，操作复杂，耗时长，效率低，所用试剂对环境污染严重；光谱法和质谱法采用酸溶，劳动强度大，分析周期长，也存在试剂对环境污染严重的问题。本文利用氟化氢铵-电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的钨、锡、钼能够圆满解决上述存在的问题。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作条件

XⅡ电感耦合等离子体质谱仪(美国赛默飞世尔科技公司)，主要参数列于表1。

控温铸铝赶酸电热板、15 mL具盖带有刻度PFA比色管和控温防腐烘箱，江苏正红塑料厂生产。

1.2 主要试剂

氟化氢铵、硝酸均为西陇化学试剂有限公司生产，优级纯；水为去离子水，由北京卓信博澳仪器有限公司生产的超纯水系统输出。

钨、锡、钼、铟、铑、铼单元素标准储备液(1 000 μg/mL)，国家钢铁材料测试中心生产。

GBW07301a、GBW07302、GBW07401、GBW07402土壤和水系沉积物标准参考物质，廊坊地球物理地球化学勘查研究所生产。

1.3 实验方法

称取0.10 g(精确至0.000 1 g)样品于干燥的15 mL具盖带有刻度PFA比色管内，加入氟化氢铵0.60 g，加入0.5 mL水，盖上管盖后，摇晃使试剂与样品充分混合。然后置于控温防腐烘箱内。在230 ℃下消解4 h。打开盖子，加入2 mL硝酸，于控温铸铝赶酸电热板160 ℃下蒸至近干状态。加入1 mL硝酸(1+1)，溶解盐类。取下，冷却至室温，用硝酸溶液(2%)稀释至刻度，摇匀，备测。空白溶液使用相同的方法同时消解。

2 结果与讨论

2.1 氟化氢铵用量的选择

分别称取GBW07302标准参考物质7份，每份0.10 g(精确至0.000 1 g)于干燥的15 mL具盖带有刻度PFA比色管内，分别加入氟化氢铵0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70 g，以下手续同样品分解。结果见表2。结果表明，在氟化氢铵用量大于等于0.50 g时，样品分解完全，为了使用量具有更大适宜性，氟化氢铵用量选为0.60 g。

表2 氟化氢铵用量的选择

2.2 消解温度的选择

分别称取GBW07302标准参考物质5份，每份0.10 g(精确至0.000 1 g) 于干燥的15 mL具盖带有刻度PFA比色管内，各加入氟化氢铵0.60 g，分别于170、190、210、230、250 ℃下进行分解，其他手续同样品分解。通过实验结果，来选择消解温度，结果见表3。结果表明，当温度大于等于230 ℃时，样品分解完全，考虑比色管熔点和测试成本选择温度为230 ℃。

表3 消解温度的选择

2.3 消解时间的选择

分别称取GBW07302标准参考物质5份，每份0.10 g(精确至0.000 1 g)于干燥的15 mL具盖带有刻度PFA比色管内，消解时间分别为2、3、4、5、6 h，其他手续同样品分解。通过实验结果，来选择消解时间，结果见表4。结果表明，当时间大于等于4 h时，样品分解完全，考虑测试成本选择消解时间为4 h。

表4 消解时间的选择

2.4 内标元素的选择

电感耦合等离子体质谱法在分析测定过程中经常采用内标法来校正仪器的漂移，消除溶液中的基体元素对待测元素的影响。内标元素选取原则为：一是样品中所含有的内标元素可以忽略不计；二是内标元素本身不受样品基体或待测元素的干扰；三是内标元素与待测元素有相近的电离能；四是内标元素要与待测元素质量数相近。表5给出了待测元素和内标元素的质量数和电离能。