微波消解_ICP_AES测定石油焦中的铁含量

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Optima22000 全谱直读 ICP 发射光谱仪 (美国 P E 公司) ; MSP2100D 型微波消解系统 (北京雷明 科技有限公司) 。
光谱仪工作条件见表 1 。
表 1 光谱仪工作条件
项 目
数 据
项 目
数 据
功率/ W
1 200 蠕动泵流量/ mL ·min - 1 1. 6
等离子气流量/ L ·min - 1 16 样品冲洗时间/ s
谱线的轮廓 ,利用计算机及操作软件 ,采用两点法 找出最佳的背景扣除点 ,并自动进行背景的扣除 。 3. 3 共存离子的干扰考察
考察了共存离子对铁发射强度的影响 ,结果表 明 ,在最佳 实验 条件 下 , 铁的 浓度 为 1. 0 μg/ mL 时 ,50 倍 的 Ca ( Ⅱ) , Mg ( Ⅱ) , Cu ( Ⅱ) , 10 倍 的 K( Ⅰ) 、Ni ( Ⅱ) ,5 倍的 Na ( Ⅰ) , Si ( Ⅳ) , V ( Ⅴ) 不 干扰对铁的测定 。石油焦中共存元素的含量均在
微波消解2ICP2AES 测定石油焦中的铁含量
卞 涛1 , 吕建华2
(1. 天津中河化工厂 ,天津 300300 ;2. 河北工业大学化工学院)
摘要 研究了电感耦合等离子体原子发射光谱法 ( ICP2A ES) 测定石油焦中铁元素的方法 。该 方法测定铁的检出限为 0. 021μg/ mL ,线性范围为 0. 1~100μg/ mL 。采用微波消解的方法处理石 油焦样品 ,详细考察得出了微波消解的最佳条件 。结果表明 ,微波消解具有处理速度快 、样品损失 量小 、准确度高 、无污染等优点 。样品测定的相对标准偏差不大于 2. 05 % ,加标回收率为 97. 9 %~ 103. 1 % ,该法测定结果与行业标准方法的测定结果相比 ,其相对误差均不大于 2. 75 %。该方法简 便 、准确快速 、自动化程度高 ,用于测定石油焦中的铁含量是行之有效的 。
2 张春明 ,李宝杰. 火焰原子吸收法测定石油焦中的铁 、镍 、钠. 光 谱实验室 ,2001 ,18 (6) :764~767
3 吴冬梅. ICP2A ES 法同时测定石油焦中的铁 、硅 、钛. 现代科学 仪器 ,2002 , (5) :56~57
4 陈清玉. 石油焦中 Fe 、Ni 、V 、Na 、Si 、Ti 的 ICP2A ES 测定. 现代 科学仪器 ,2002 , (2) :37~38
5 沈兰荪 ,白梅. 校正电感耦合等离子体原子发射光谱法干扰的 一种新方法. 分析化学 ,1990 ,18 (10) :920
6 中华人民共和国石油化工行业标准石油产品试验方法. 石油焦 中硅 、钒和铁含量测定法 (分光光度法) . SH/ T 0058 —91. 北 京 :中国标准出版社 ,1992. 112~116
氩气纯度为 99. 99 % ;所有试剂均为分析纯或 优级纯 ;水为二次去离子水 。 2. 3 实验方法
打开电源 、冷却水 、氩气后 ,启动 ICP 光谱仪 程序 ,设置各项参数后 ,预热 20 min ,点燃电感耦合 等离子体 ( ICP) ,采用气动雾化进样 ,在选定波长 下测定铁的发射强度 。 2. 4 微波消解法处理石油焦样品
关键词 :微波消解 石油焦 铁含量
1 前 言 石油焦是以各种渣油 、沥青或重油为原料经
过延迟焦化装置生产得到的产品 ,其用途比较广 泛 ,可用于制作炼钢用电极 ,炼铝工业中制作铝 用碳素以及化学工业中制作碳化物或作燃料 。 在生产中对优质石油焦的要求很严格 ,优质石油 焦中微量元素的多少直接影响到工业电极性能 的好坏 。铁是石油焦中的微量元素 ,目前微量铁 的测定常用光度法 、原子吸收光谱法[1 ,2] 、原子发 射光谱法等[3 ,4 ] 。光度 法测 定检 出 限 较 高 , 手 续 繁琐 ,分析周期较长 ,不太适合石油焦中微量铁 的测定 。原 子 吸 收 光 谱 法 测 定 铁 , 当 采 用 乙 炔 焰 ,甚至用 N2 O2C2 H2 焰时 ,铁的灵敏线很差 ,石 墨炉原子吸收光谱法测定铁时 ,需要对石墨管处 理 ,因为石油焦中的硅和碳在高温下结合 。而目 前发射光谱法用于测定石油焦中的铁采用的都 是常规溶样方法 ,分析手续复杂耗时而且污染环 境 。本研究采用全谱直读 ICP 光谱仪测定石油 焦中的铁含量 ,并较详细地研究了微波消解石油 焦样品的方法 ,将微波消解与 ICP2A ES 相结合 , 可以简便快速而且准确有效地测定石油焦中的 铁含量 。 2 实 验 2. 1 主要仪器及工作条件
表 3 石油焦中铁的测定结果 ( n = 4)
样品 测定值/μg ·mL - 1
1号 0. 561
2号 0. 674
3号 0. 476
4号 0. 337
0. 552 0. 651 0. 450 0. 320
0. 574 0. 687 0. 481 0. 352
平均测定值/μg ·mL - 1 平均含量 , %
0. 560 0. 699 0. 496 0. 346 0. 562 0. 678 0. 476 0. 339 0. 054 1 0. 067 2 0. 046 4 0. 034 7
RS D , %
0. 91 2. 05 1. 92 1. 39
由表 3 可见 ,本法测定石油焦样品的相对标准 偏差均不大于 2. 05 % ,方法精密度比较好 。 3. 7 加标回收率实验
2 97. 9~103. 1
常规消解2ICP2A ES 1 000
3 g 无水碳酸钠 + 20 mL 1 ∶1 H2 SO4
24 90. 4~106. 7
从表 5 可见 ,与常规消解石油焦样品相比 ,微 波消解具有溶样时间显著缩短 、取样量和酸用量 少 、对环境无污染 、劳动强度低等优点 ,而且微波消 解2ICP2A ES 测定石油焦中铁含量的加标回收率明
称取 0. 040 0~0. 050 0 g 的石油焦样品于消 解罐中 ,加入 2. 5 mL 68 %的 HNO3 ,盖好内盖 ,放 入密封罐中 ,旋紧密封盖 ,再置于微波消解炉中 ,按
收稿日期 :2005212219 。 作者简介 :卞涛 (1973 - ) ,女 ,工程师 ,主要从事化工产品分析 与管理工作 。
64
石 油 炼 制 与 化 工 2006 年 第 37 卷
照表 2 的条件进行消解 。结束后 ,取出样品罐 ,冷 却 ,打开样品罐 ,转移消解液至 100 mL 塑料烧杯 中 ,于水浴上加热除酸 ,冷却后用二次去离子水溶 解 ,转移至 50 mL 容量瓶中定容 、摇匀并储存于塑 料试剂瓶中待测 。
μg ·mL - 1
%
3. 633
102. 3
3. 628
98. 2
3. 409
97. 9
3. 442
103. 1
由表 4 可见 ,各样品的加标回收率为 97. 9 %~ 103. 1 % ,说明方法测定石油焦样品的准确度较 好。
3. 8 微波消解2ICP2AES 和常规消解2ICP2AES 的 比较
表 2 石油焦样品最佳微波消解程序
步骤 总时间/ min 恒压时间/ min 恒压值/ MPa 微波功率/ W
1
10
6
0. 3
400
2
10
6
0. 4
400
3
30
20
0. 5
400
4
30
15
0. 6
400
5
20
10
0. 7
400
3. 6 样品测定 根据测定铁的线性范围 ,配制一系列铁标准溶
液进行扫描测量 ,得到铁的标准工作曲线 。按照 表 2 最佳微波消解程序对石油焦样品进行消解 ,用 标准曲线法测定了 4 个石油焦样品中的铁含量 ,每 个样品分别平行测定 4 次 ,结果见表 3 。
0. 053 1 0. 069 1 0. 045 4 0. 035 5
相对误差 , %
1. 88 - 2. 75 2. 20 - 2. 25
由表 6 可知 ,各样品测定的相对误差均不大于 2. 75 % ,说明本法与行业标准 (分光光度法) 相比 , 测定结果基本一致 。 4 结 论
应用微波消解2ICP2A ES 法测定石油焦中的微 量铁 ,提高了分析测试速度 ,结果准确 ,方法精密度
分别对 4 个样品进行加标回收实验 ,结果见表 4。
表 4 加标回收测定结果
样品
1号 2号 3号 4号
加标前测定值/ μg ·mL - 1 0. 563 4 0. 682 1 0. 471 1 0. 347 9
加标量/ μg ·mL - 1
3. 000 3. 000 3. 000 3. 000
加标后测定值/ 回收率 ,
3 结果与讨论 3. 1 分析谱线的选择
由于 ICP 光源激发能量很高 ,会产生大量谱 线 ,每种元素的谱线都会受到不同程度的干扰[5] , 所以要以干扰少 、无重叠和灵敏度高的原则来选择
谱线 。实验选 259. 940 nm 为测定铁的最佳分析 谱线 。
3. 2 背景干扰与扣除 在分析过程中 ,在显示屏上显示 Fe 元素分析
中硅 、钒和铁含量测定法》(分光光度法) 的测定结 果进行了比较 ,结果见表 6 。
表 6 微波消解2ICP2AES 法和 SH/ T 法测定结果的比较
样品
1号 2号 3号 4号
微波消解2ICP2A ES 法 测定值 , % 0. 054 1 0. 067 2 0. 046 4 0. 034 7
பைடு நூலகம்
SH/ T 法 测定值 , %
各自的干扰限以下 ,因此不会干扰铁的测定 。 3. 4 检出限及线性范围
配制一系列浓度的铁标准溶液 ,在选定的最 佳实验条件下 ,测定得出了铁的检出限和线性范 围 。本研究将检出限定义为产生 3 倍空白标准偏 差的信号所需待测元素的浓度 。测定结果表明 , 铁的检出限均为0. 021μg/ mL ,线性范围为 0. 1~ 100μg/ mL 。 3. 5 微波消解条件的考察
可见与常规消解石油焦样品相比微波消解具有溶样时间显著缩短取样量和酸用量少对环境无污染劳动强度低等优点而且微波消解2icp2aes测定石油焦中铁含量的加标回收率明显好于常规消解2icp2aes说明微波消解法的准确度优于常规消解法
石 油 炼 制 与 化 工 2006 年 6 月 PETROL EU M PROCESSIN G AND PETROC H EMICAL S 第 37 卷第 6 期
第 6 期 卞 涛等. 微波消解2ICP2A ES 测定石油焦中的铁含量
65
显好于常规消解2ICP2A ES ,说明微波消解法的准 确度优于常规消解法 。
3. 9 微波消解2ICP2AES 测定结果和 SH/ T[6] 法测 定结果的比较
将微波消解2ICP2A ES 测定石油焦中铁含量的 结果和中华人民共和国石油化工行业标准《石油焦
对微波消解石油焦样品用量 、微波消解酸种类
和酸用量 、微波消解程序 (包括消解步骤 、消解功 率 、消解压力和消解时间) 进行了详细的考察 。结 果表明 ,微波消解石油焦样品量应控制在 0. 05 g 以下 。对于 0. 05 g 石油焦样品 ,选用 2. 5 mL 68 % 的硝酸即可消解 ,最佳微波消解程序见表 2 。
好且可靠 ,适用于石油焦中微量铁元素的定量分 析 。样品测定的相对标准偏差不大于 2. 05 % ,加 标回收率为 97. 9 %~103. 1 % ,本法测定结果与行 业标准方法的测定结果相比 ,其相对误差均不大于 2. 75 %。
参 考 文 献
1 金珊. 原子吸收光谱法测定石油焦中的铁和钠. 理化检验 (化学 分册) ,2000 ,36 (10) :467~468
将微波消解2ICP2A ES 与常规消解2ICP2A ES 两 种方法测定石油焦中铁含量进行比较 ,结果见表 5 。
表 5 微波消解2ICP2AES 和常规消解2ICP2AES 的比较
方 法 取样量/ mg
微波消解2ICP2A ES 40~50
酸用量
2. 5 mL 68 % HNO3
溶样时间/ h 加标回收率 , %
25
辅助气流量/ L ·min - 1 0. 2 积分时间/ s
3
雾化气流量/ L ·min - 1 0. 9 观测方向
轴向
2. 2 试剂及标准溶液 铁标准储备液 :称取在 120 ℃烘 2 h 的 Fe2 O3
0. 357 4 g 于 50 mL 烧杯中 ,加入 40 mL (1 ∶1) 盐 酸 ,加热使之溶解 ,冷却后移入 500 mL 容量瓶中 , 用水稀释至刻度 ,混匀 ,配成 0. 5 g/ L 铁标准储备 液 。实验中所用其它浓度标准溶液均由此储备液 配制 。
相关文档
最新文档