连续光源火焰原子吸收光谱仪(HR - CS - FAAS)测定煤中的硫

❖ 除试验段中所述的微波辅助消化，各种开放 系统消化可以应用。为此，0.2g煤样分别用 10mL3 mol·L-1硝酸、0.5 mol·L-1硝酸和浓硝 酸处理，在室温和100◦C在磁力搅拌1h。 对 于所有开放系统消化程序，S的精确度都比微 波辅助消化后得到的差。显然，使用其他开 放的消化程序，造成分析物的损失（回收率 较低），这在微波消解的情况下没有发生。 因此，对于所有测定，采用实验部分所述的 微波辅助消化过程。
2.3. Sample preparation
样品和CRM都储存在聚乙烯袋，并在室温 下保存。分析前，样品在50◦C鼓风干燥箱中 干燥12h。样品在硅胶上冷却并储存在密闭的 折叠聚乙烯杯。所有样品均在玛瑙研钵手动 研磨。每个煤样准确称重0.2g和用10mL的浓 硝酸溶解微波辅助消化。微波辅助消解程序 见表1。结果为每个样品重复测定至少3次的 平均值。
❖ 因此，选择极其狭窄的波长（几个皮米）正好与含 待测分析物分子的分子超精细结构（旋转）吸收线 重叠，以消除光谱干扰是可能的。
❖ 由于上述提到的内容，HR- CS - AAS是合适 的技术，不仅对原子吸收，同时也对分子吸 收。然而，特别是用HR- CS - AAS测定非金 属的研究数量是相当有限的。黄等人用富燃 料空气 - 乙炔火焰HRCS- AAS测定葡萄酒样 品中的硫，用在火焰中形成的258.056nm旋转 的CS分子吸收线。 HR- CS - AAS和ICP MS的结果有很好的相关性。他们没有发现任 何不同离子和各种基质的光谱和非光谱干扰。
分辨率，与在200nm约1.6pm每像素的频带宽 度对应。HR- CS - AAS已被证明是一个可靠 和准确的技术 。
❖ HR- CS - AAS的主要优点是
❖ （一）改善信号和基线稳定性，得到更低的LOD；
❖ （二）有效地校正仪器，连续和不连续的光谱干扰；
❖ （三）低能级非金属的测定，如Cl，F，P，Br和S， 由于分辨率极高的双单色器提供了任何波长下激烈 的和很窄的发射谱线。
❖ 硫的原子吸收共振线（180.7 nm）在真空紫外区。 因此，不能使用常规的含硫空心阴极灯原子吸收光 谱法的原子吸收线来测定。硫可通过使用一种特殊 的仪器设计，只在真空电热原子吸收光谱（ETAAS） 测定，这非常复杂，几乎不适合用于常规分析。另 一方面，已用分子吸收光谱（MAS）测定含有硫的 双原子分子（CS，GeS，AlS，InS和Sห้องสมุดไป่ตู้S），使用 传统的火焰和电热原子吸收分光光度计，氘或空心 阴极灯作为发射光源。
1. Introduction
❖ 硫是一个人类、动物和植物重要的基本要素，涉及 许多蛋白质和酶的结构。硫含量约0.048％，是地 壳的第15位最丰富的元素。它也存在于化石燃料， 如煤炭，原油，天然气。其燃烧后，生产二氧化硫， 对人类的毒性很强。当它被释放到大气中，可以导 致酸雨，对生活造成负面影响。硫是随处可见，以 不同的形式存在于地球地壳，并在许多科学和技术 的领域使用。因此，硫和硫化合物的测定在许多领 域，如医学，环境，农业，矿物燃料，铁，钢和食 品工业都有极大的意义。
❖
❖
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.11.2020.11.20Fri day, November 20, 2020
❖
天生我材必有用，千金散尽还复来。14:28:5914:28:5914:2811/20/2020 2:28:59 PM
❖
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.2014:28:5914:28Nov-2020-Nov-20
选定的含有分析物的双原子分子的转动吸收 线。
❖ 最近，电感耦合等离子体 - 光发射分光光度
计（ICP - OES），高分辨率 - 连续源原子吸 收光谱仪（HR- CS - AAS）已开发且市售。 HR- CS - AAS包括高强度氙短弧灯作为连续 辐射源，光谱范围从190至900 nm;一个超高 分辨率单色器和一个电荷耦合元件（CCD） 阵列检测器，在0.3-1nm它提供了140,000的
❖ 仪器的另一个重要参数是HR - CS火焰原子吸 收光谱燃烧器的高度。如图2，燃烧器的高度 为10mL，CS 258.056nm，最大吸光度获得。
3.3. Choice of calibrant and sample
digestion method
仪器条件的优化后，一些含硫化合物，如
硫代硫酸钠，硫化钠，硫酸，硫酸铵被用作 可能的校准物，结果的准确度，精密度，线 性范围进行比较。在最佳实验条件下，最适 当的校准物是硫酸。在S含量0.005和20％之 间 H2SO4校准曲线是完美的直线，在 258.056nm谱线下测定硫的相关系数≥0.999。 硫的LOD（3δ，N = 10）和LOQ（10δ，N = 10）分别为0.01和0.03％（W / W）。
3.2. Optimization of flame conditions
❖ 首先是火焰类型的选择。在文献中，分别用乙炔/空 气和一氧化二氮/乙炔火焰。在这项研究中，乙炔/ 空气为首选由于满意的效果和易用性。
❖ 其次，燃料比（乙炔/空气）进行了优化，这是用 HR - CS火焰原子吸收光谱法测定硫的最重要的参 数。为此，1％H2SO4被用于所有的优化实验。60和 120 L/h-1之间的燃料比进行测试，以找到最佳状态 并在图1所示。获得了最大吸收在70-80 L/h-1燃料比。
3.4. Validation
❖ 优化实验参数后，该方法的有效性进行测试，测定 标准材料中的硫，含有硫含量为1.89％（± 0.06 ％ ）。线性校正技术使用标准硫酸水溶液进行定量。 如表2所示，重复测定3次的平均值与其认证的值之 间没有显著差异。准确率为98％。此外，加入相同 的CRM的硫浓度准确（94％）测定。由于只针对水 溶液标准进行校准而获得准确的结果，这意味着在 测定硫的所有分析步骤中没有发生干扰，标准加入 法是不适用。由此可以得出结论，优化实验条件后， 煤中的硫含量可以很容易地和成功的用HR - CS – FAAS测定。
❖
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。14:28:5914:28:5914:28Friday, November 20, 2020
❖
安全在于心细，事故出在麻痹。20.11.2020.11.2014:28:5914:28:59November 20, 2020
❖
加强自身建设，增强个人的休养。2020年11月20日 下午2时 28分20.11.2020.11.20
❖ 硫可以用不同的方法测定，如电感耦合等离子 体 - 原子发射光谱（ICP - AES），电感耦合 等离子体 - 质谱仪（ICP - MS），紫外 - 可见 光（UV - VIS）光谱法，X射线荧光（XRF） 和色谱方法。每一个方法都有自己的优点和缺
点，如成本高，耗时，精度差，和选择性差， 而且这些技术都有干扰。
❖ 最后，该方法适用于含硫量在12个不同的煤在 土耳其的各种来源取得的样品直接测定。 HR - CS -原子吸收光谱法发现的浓度列于表3。
4. Conclusion
❖ 目前的工作证明，HR- CS- FAAS技术，可用 于直接测定煤中的硫，通过测量在空气 - 乙 炔火焰产生一个适当的CS分子吸收线。该方 法是更快，更简单，比其他硫测定技术和可 靠的传统含硫量的具体技术。
❖ Welz等评估了磷，硫和卤素的测定，使用传 统的火焰和电热原子吸收光谱法和HR - CS AAS。
❖ Jim等报道了煤浆中硫的测定，使用连续光源 耦合平台或过滤器炉喷雾器的低分辨率CCD 光谱仪，研究了火炉中硫的行为。
❖ 本研究的目的是研究用HR- CS - AAS测定煤 中的硫，通过乙炔-空气火焰中形成的CS分 子吸收线的方法。实验参数进行了优化，使
2.2. Reagents and analytical solutions
❖ 高纯度的水（电阻率18.2 MΩcm）由TKA反渗透和 一个TKA的去离子系统(TKA Wasseraufbereitungsysteme GmbH, Niederelbert Germany)获得。无机酸和试剂均为分析纯(HNO3 6N较5a%，2S含O(v3硫/,vM)标, eH准rCck物l,3也D7%a用rm(硫vs/t酸va)d,，,HG亚2Se硫rOm4酸,aNn钠yH)，2。S硫O为4代,了N硫a便2S酸于O钠比4, ， 硫酸铵（ Merck, Darmstad, Germany ）制备。煤 标准参考物质微量元素（SRM 1632b）由国家标准 与技术研究院(Gaithersburg, MD, USA)提供。在土 耳其的伊斯坦布尔的市场获得不同来源和类型的12 个不同的煤样。
3. Results and discussion
3.1. Choice of wavelength
❖ 最主要的CS线：257.593，257.959和258.056nm，据 文献记载有很好的灵敏度和能与其邻近的超精细线 （文献）的隔离。由于HR-CS- AAS非常高的分辨 率，它可以分开即使是非常接近的谱线，无光谱干 扰的测量吸光度。因此，灵敏度比把分析线与邻近 复杂的线条分离更重要。用上面提到的CS线以及其 他一些在文献中查得的用来研究S的测定。一组不 同的CS线的实验后，发现258.056nm处得到最高的 灵敏度和其邻近的超精细线分开。因此，它被选定 为乙炔/空气火焰中的硫测定的最合适的谱线。
用标准物对该方法的有效性进行了测试。硫 被检测通过火焰和石墨炉产生的CS的分子谱 线。煤中的S浓度足够高在火焰中就能检测。 此外，由于煤炭的主要成分是碳，CS可以很 容易地在火焰中产生。
2. Materials and methods
2.1. Instrumentation
耶拿分析仪器ContrAA 700高分辨率连续源原子吸 收光谱仪（耶拿分析仪器，德国柏林）配备300W 的氙短弧灯作为连续辐射源（XBO 301，GLE，柏 林，德国）。这种新设备提供一个紧凑的高分辨率 双阶梯光栅单色仪和电荷耦合器件（CCD）阵列检 测器。在258.056 nm波长进行了测量。 用于检测CS线阵列探测器的像素数是5 ± 2 像素。 波微辅助消化系统分解系统（耶拿分析仪器，德国 柏林）配备50 ml聚四氟乙烯压力分解容器来分解煤。 溶液的准备工作所用的所有玻璃器皿和聚乙烯瓶预 先水在冲洗10，％以（避V /免V污）染HN。O3中浸泡过夜，然后用超纯
Abstract
使用乙炔/空气火焰高分辨率的连续光源火焰原子吸 收光谱仪（HR - CS - FAAS）测定煤中的硫。根据 灵敏度和光谱干扰，C - S键258.056 nm的吸收带是 最合适的的分析线。仪器参数进行了优化。使用标 准物质对该方法的有效性进行了测试，置信度为95 ％。由于煤基体元素浓度比碳低，不会引起任何的 光谱干扰，用硫酸标准溶液进行校准。该方法准确， 快速，简便，灵敏。检测限（LOD，3Iδ ，N = 10） 和定量极限（LOQ，10δ，N = 10）分别为0.01和 0.03％（W / W）。本文对土耳其周围各种煤样的 硫含量进行了测定。煤样的硫含量≤LOQ到 1.2％。
❖ Parvinen和Lajunen研究了用电热原子化器通 过AlS，SnS和InS分子吸收测定硫。在另一 项研究中，AlS，SnS和InS的 MAS被用于测
定硫和氘灯背景校正。然而，传统的原子吸
收光谱仪器的使用，由于单色器分辨率不足 无法分开相邻超精细的MAS谱线而产生光谱
干扰。此外，单色光的波长可能不完全匹配
A practical method for the determination of sulphur in coal samples by highresolution continuum source flame atomic absorption spectrometry
Talanta ,2011, 85: 2662– 2665