电感耦合等离子体发射光谱法测定高纯金属锡中痕量杂质元素

光系统 、 可拆卸式石英炬管 、 Scott型双层雾化室 、
Gem Tip 型交叉雾化器 、 三通道蠕动泵 、 分段式电
T M
感耦合检测器 ( SCD ) 、 40 MHz自激式射频发生器 、
CFT - 33 水冷循环系统 。 1. 2 标准溶液及主要试剂
标准溶液 : 使用国家标准物质研究中心提供的 各种单元素的标准溶液 ,根据样品中各元素的浓度 范围配制系列混合标准溶液 。
2. 5 方法的评价
可 ,而对于 Pb、 B i、 Zn,可用王水和 H2 SO4溶解。对两 种方案分别进行试验 ,综合考虑各种因素 ,确定样品 的溶解采用 HCl、 H2 O2和 HNO3 。 具体操作步骤为 : 准确称取 0. 500 0 g (精确至 0. 000 1 g)金属锡样品 ,置于烧杯中 ,加入 20 mL φ = 50% (体积分数 , 下同 ) 的 HCl, 逐渐滴加 10 mL 纯
MOS级 HNO3 、 HC l和 H2 O2 ; 水的电阻率不小 2. 3 操作参数的选择
通过反复试验并结合锡基体元素的化学特性 , 选用的操作参数为 : RF 功率 1 300 W ; 等离子气流 量 15 L /m in; 辅助气流量 0. 5 L /m in; 雾化气流量
0. 8 L /m in; 观察高度 15 mm; 积分时间 5 s; 重复次
( n = 6 ) 。由表 4 结果可见 , 样品中金属杂质含量
大于 0. 000 1%时 ,该方法测定结果比较稳定 ; 而样 品中金属杂质含量为 0. 000 01%时 ,其测定结果的
RSD百度文库值相对要大得多 。
表 4 高纯金属锡中各元素的测定结果 ①
表 2 准确度和检出限
Table 2 Accuracy and detection lim its of elements
λ/ nm
324. 756 238. 204 217. 581 308. 215 228. 812 214. 438 220. 353 223. 061 213. 856
ρ 背景 /
(mg・L - 1 ) 0. 18 0. 15 1. 47 1. 52 2. 78 0. 08 1. 43 1. 15 0. 06
表 1 待测元素的分析条件
。
采用 ICP - AES 法测定高纯金属锡中痕量杂 。本文在前人工作的基 础上 ,通过确定样品溶解条件 , 选择适合的分析谱 线 ,优化仪器操作参数 , 提高了 ICP - AES 法测定 高纯金属锡中痕量杂质元素的分析速度 。方法操 作方便 、 灵敏度高 、 选择性强 ,可以满足高纯金属锡 中痕量金属元素的测定要求 。
[3]
。 GB / T 728 —1998 中规定 ,锡锭中痕量
[2]
收稿日期 : 2005 2 09 2 19; 修订日期 : 2005 2 12 2 19 作者简介 : 宋小年 (1963 ) ,男 ,陕西西安市人 ,研究员 ,主要研究微量元素分析方法。 E2 mail: s169163@pub. xaonline. com。
第 3 期
岩 矿 测 试 第 25 卷 http: ∥ykcs . chinajournal . net . cn
的标准偏差计算各元素检出限。由表 2结果可见 ,采 用本法分析 1 mg/L 量级元素 (相当于样品中元素的 含量为 0. 01% ) ,回收率为 98% ～102% ,相对标准偏 [3] 差 (RSD )低于 2. 1%。 G B 3260—82 中规定测定锡 锭中各元素的含量为 0. 01%时 ,其允许误差为 8%。
D eterm ina tion of Trace I m pur ities in H igh 2pur ity M eta l T in by Inductively Coupled Pla sma A tom ic Em ission Spectrom etry
SON G X iao2n ian, FEN G T ian 2pei
1 实验部分
1. 1 仪器 OPTI MA 3000 型电感耦合等离子发射光谱仪 (美国 PerkinElm er公司 ) , 内置中阶梯二维色散分
Table 1 M easurement conditions for analytical elements
待测 元素
Cu Fe Sb Al As Cd Pb Bi Zn
激发 能级 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ
背景校正 背景校正 点 1 点 2
- 0. 040 - 0. 022 - 0. 020 - 0. 033 - 0. 021 - 0. 020 - 0. 020 - 0. 020 - 0. 020 0. 040 0. 022 0. 020 0. 020 0. 021 0. 020 0. 020 0. 020 0. 020
[1]
元素的仲裁分析按 GB 3260 —82 中分析方法进 行。而 GB 3260 —82 中对锡锭中 9种杂质元素规定 了 9 种不同的方法。基本步骤是先进行样品溶解 , 然后使其形成络合物 (部分元素直接从溶液中萃 取 ) ,再用分光光度法分别进行定量测定。这些化学 处理过程极为复杂 ,中间反应是否完全 、 干扰是否能 够完全排除等因素对分析结果影响较大 ,完成一个 样品的分析至少需要 3 ～4 天 。随着等离子体发射
HCl,待样品完全溶解时 ,滴加 1 mL 浓 H2 O2和 5 mL
浓 HNO3 ,缓慢加热至沸腾 ,此时样品完全溶解 ,冷却 至室温 ,转入 100 mL 容量瓶中定容 。随同溶解样品 配制空白溶液 。
用以上选定的实验条件对 9 种元素进行加标回 收试验 ( n = 6) 。对空白溶液进行 11 次测定 ,以 3 倍 — 283 —
-1
)
回收率
R /%
测定值
0. 993 0. 993 2. 042 1. 005 1. 003 0. 982 4. 046 2. 028 1. 003
在等离子发射光谱分析中化学干扰很少 ,光谱 干扰主要考虑谱线干扰 , 物理干扰主要考虑酸度 、 锡基体和试剂的干扰 。由于在谱线选择时已考虑 了谱线的干扰 ,基本上可以消除光谱干扰 ; 实验中 控制酸度在 5%以下 ,基本上可以将酸度干扰降低 至最小 ; 为了排除锡基体和试剂对元素分析的干 扰 ,本实验采用基体匹配法配制试剂空白和系列标 准溶液 ,在分析过程中 ,同时测定试剂空白 、 标准和 样品 ,通过软件把试剂空白和锡基体的信号扣除 , 从而消除试剂和锡基体对测定元素的影响 。
03
电感耦合等离子体发射光谱法测定 高纯金属锡中痕量杂质元素
宋小年 , 冯天培
(西安微电子技术研究所 , 陕西 西安 710054 )
摘要 : 采用电感耦合等离子体发射光谱法测定高纯金属锡中 9 种痕量元素 。用 HC l、 H2 O2 和 HNO3 溶解样品 ,对分析谱线和仪器工作参数进行了优化选择 ,利用基体匹配消除干扰 。加标 实验表明 ,回收率为 98% ～102% ,相对标准偏差 ( n = 6 ) 低于 2. 1% ,检出限为 0. 1 ～8. 5 μg /L。 方法准确 、 可靠 ,可满足高纯金属锡中的痕量金属元素的快速分析要求 。 关键词 : 电感耦合等离子体发射光谱法 ; 高纯金属锡 ; 痕量杂质元素 中图分类号 : O657. 31; O614. 432 文献标识码 : B
元素
Cu Fe Sb Al As Cd Pb Bi Zn
Table 4 M easurement results of elements in high 2 purity metal tin
元 素
0502 - 1
w B / % RSD / %
ρ B / (mg・L 加入量
1. 000 1. 000 2. 000 1. 000 1. 000 1. 000 4. 000 2. 000 1. 000
Ω ・cm; 于 12 M
2 结果与讨论
2. 1 样品的处理
数为 2 次 ,进样速度 1. 0 mL /m in。
2. 4 干扰的排除
目前尚缺乏一套完全适用于分析高纯金属锡中 杂质元素的样品处理方法。一般对于分析高纯锡中
Cu、 Fe、 Sb、 A s、 A l、 Cd,样品的溶解用 HCl和 H2 O2即
[4 - 5] [4]
2. 2 分析谱线的选择
由于样品中各分析元素在高频等离子的激发 下 ,产生大量谱线 ,因而要分析某种元素 ,首先选择 仪器推荐的该分析元素的第一灵敏线 ,检查锡的所 有谱线是否对分析元素的第一灵敏线存在干扰 ,然 后观察其背景浓度和激发能级 。通常 ,在锡基体元 素对分析元素谱线不产生干扰的情况下 ,尽可能选 用背景浓度小 , 激发能级低的谱线 。根据这一原 则 ,本实验选用的分析谱线列于表 1。
( Xi′ a n M ic ro e le c tro n ic Te chno lo gy R e se a rch In s titu te , Xi′ a n 710054, C h ina ) Abstract: N ine trace im purities in high 2 purity metal tin were determ ined by inductively coup led p lasma atom ic em ission spectrometry . Samp les were digested w ith HCl2 H2 O2 2 HNO3 . Analytical spectral lines and instrumental operating parameters were op tim ized. The interferences were elim inated by matrix matching . The recovery of the ( ) method was 98% ～102% w ith p recision of less than 2. 1% RSD n = 6 . The detection lim its of the method were 0. 1 ～8. 5 μg /L for these im purities . The method was accurate, reliable and suitable for rap id determ ina2 tion of trace i m purities in high 2 purity metal tin. Key words: inductively coup led p las m a em ission spectrometry; high 2 purity metal tin; trace im purity
电镀所使用的高纯金属锡 ,其中的各种杂质元 素如 Cu、 Fe,对电镀镀层的质量造成严重的影响 , 而 Sb、 A l、 A s、 Cd、 Pb、 B i和 Zn 等元素 , 对镀层质量 也有不同程度的影响 ,因而严格控制其中杂质元素 的含量是十分必要的 。 传统的测定高纯锡中微量杂质方法有化学分析 法、 氢化物发生 - 无色散原子荧光光度法 、 原子吸收 光谱法
第 25 卷 第 3期 岩 矿 测 试 Vol . 25, No. 3 2006 年 9 月 ROCK AND M I N ERAL ANALYSIS Sep tember, 2006
文章编号 : 0254
5357 ( 2006 ) 03
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第 3 期 宋小年等 : 电感耦合等离子体发射光谱法测定高纯金属锡中痕量杂质元素 第 25 卷
光谱技术 ( ICP - AES)和电荷耦合器件 ( CCD ) 技术 的发展和分析领域的不断需求 ,对高纯锡锭中杂质 的分析可以采用仪器分析来完成 质元素 ,已有文献报道