ICP-OES法对氟化锂中微量元素测定方法的初步研究

司腾飞

(多氟多新材料股份有限公司,河南 焦作 454591)

氟化锂具有广泛的用途,可以作为金属焊接助熔剂使用,用于制造分光光度计和X衍射单色仪的棱镜,还用于锂离子电池电解液物质六氟磷酸锂的制备。目前,氟化锂中微量金属元素的测定主要采用原子吸收光谱法,相比ICP-OES具有检出限低、线性范围宽,能同时测定多种元素等优点。通过测定条件及工作参数进行选择,开发了ICP-OES快速测定氟化锂中微量金属元素的分析方法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:PE Optima 7000 DV。试剂:钠、镁、钾、钙、铁混标溶液,10 mg/kg,PE公司。试剂:氟化锂,多氟多新材料股份有限公司实验车间。试剂为色谱纯,实验用水为超纯水(电阻率>18.0×104Ω·m)。

1.2 仪器工作条件

等离子体功率1 300 W,冷却气流量15 L/min,辅助气流量0.2 L/min,雾化气流量0.8 L/min,溶液提升量1.5 L/min,冲洗时间20 s,延迟时间20 s。

1.3 实验步骤

1.3.1硝解

称取约1.000 0 g样品于150 mL干净的聚四氟乙烯瓶中,加入16.666 7 g(1+1)硝酸,之后用超纯水准确定量到100 g,摇匀待测。

1.3.2空白实验

称取16.666 7 g(1+1)硝酸,用超纯水准确定量到100 g,摇匀为试剂空白溶液。

1.3.3标准工作曲线的制作

准确称取0、0.040 0、0.200 0、1.000 0、5.000 0 g混标溶液(10 μg/g)于150 mL干净的聚四氟乙烯瓶中,加入16.6667 g(1+1)硝酸,之后用超纯水准确定量到100 g,摇匀。此标准溶液系列为0、0.004、0.02、0.1、0.5 μg/g。

1.3.4测试

在建立完成分析方法、选定分析元素波长后,分别把标准空白和标准溶液通过蠕动泵吸入矩管中。利用电感耦合等离子体发射光谱仪进行标准工作曲线的绘制,完成后进行样品空白测定,而后进行样品测定。

2 结果与讨论

2.1 待测波长和观测位选择

将钠、镁、钾、钙、铁5个元素在推荐波长下分别采用轴向、径向2种观测位进行标准溶液的测定,建立标准曲线,然后将标准溶液当作样品溶液进行复测来初步筛选合适的波长和观测位。

5种元素轴向观测位浓度复测值和相关系数见表1。

表1 元素轴向观测位浓度复测值和相关系数

径向观测位浓度复测值和相关系数见表2。

表2 径向观测位浓度复测值和相关系数

钠元素在589.592 nm波长下,轴向和径向2个观测位的测量值与标准值都比较接近,其相关系数分别为0.999 988和1.000 000,满足线性要求。

镁元素在280.271、279.553 nm波长下,轴向和径向2个观测位的测量值与标准值都比较接近,其相关系数在0.999 997～1.000 000,满足线性要求。

钾元素在766.490 nm波长下,轴向和径向2个观测位的测量值与标准值都比较接近,其相关系数为0.999 977和0.999 922,满足线性要求。

钙元素在315.887 nm波长下,轴向和径向2个观测位的测量值与标准值都比较接近,其相关系数为0.999 994和0.999 998,满足线性要求。

铁元素在用轴向观测位239.562、259.939、273.955 nm波长下,测量值与标准值都一致;用径向观测位时239.562 nm波长下测量值与标准值一致。其相关系数在0.999 997～0.999 999,满足线性要求。

2.2 样品加标回收率

将初步筛选的波长和对应的观测位进行加标回收率实验,通过加标回收率的值来筛选最适合的波长和相应的观测位。加标回收率结果见表3。

表3 样品加标回收率实验

将所测的加标回收率进行比较,每个元素选取最优的加标回收率值,在98.47%～113.21%,符合加标回收率要求,因此将这5种条件分别进行背景相当浓度、检出限和精密度实验。

2.3 背景相当浓度值、检出限测定

对空白溶液连续测定20次,并计算标准偏差,以标准偏差的3倍所对应的浓度为各元素的检出限,结果见表4。

表4 背景相当浓度值及检出限

将5种条件进行背景相当浓度(BEC)和检出限测定,结果表明,检出限在0.009～4.947 ng/g,BEC值在0.000 3～0.101 6 μg/g,均符合仪器和方法的要求。

2.4 样品精密度实验

对样品连续测定10次,计算其相对标准偏差,结果见表5。

将样品进行精密度实验,共测试10次,结果表明,相对标准偏差在4.46%～8.47%,说明仪器和方法的重复性较好。

3 结论

本方法采用电感耦合等离子体发射光谱仪对氟化锂中微量钠、镁、钾、钙、铁5种元素进行了测定。该方法准确、简便、快速、可靠。