国产ICP精度 ICP分析仪品牌
价格：378000.00起
钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司
联系人：郑娟
电话：13776361998
地址：北京市海淀区西直门高粱斜街13号
氢化物发生-ICP-AES测定生活饮用水中的Pb元素
摘要：采用钢研纳克公司的电感耦合等离子体发射光谱仪Plasma 2000测定饮用水中的Pb元素，配置合适的仪器参数，选择合适的谱线，其方法检出限为0.7ng/ml，线性相关系数为0.99997.该方法适合于测定饮用水中的Pb元素。
水是生命之源，饮用水的安全直接关系到人们的身心健康。近年来由于经济的迅速发展，大量污水废弃物等排入江河之中，水质严重变坏，水中的重金属元素严重**标，直接影响到的身心健康。铅元素作为对人体毒性很大的一种元素，过量的摄入会导致慢性中毒，因此饮用水中铅的测定尤为重要。根据《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》 中规定，铅元素的含量不得**过0.01ug/ml。本方法检出限为0.7ng/ml，远远低于国家标准。适用于生活饮用水中Pb元素的检测。
1 实验部分
仪器参数及试剂
Plasma 2000 全谱型电感耦合等离子体光谱仪（钢研纳克检测技术有限公司）。
参数设置：功率1250W；冷却气流量15L/min；辅助气流量：0.5L/min；载气流量0.6L/min;
氢化物发生器（PG公司）。
参数设置：转数100rpm。
工作气体为高纯氩气（纯度≥99.999%）。
盐酸，ρ≈1.18 g/ml,优级纯，北京化工厂
，优级纯。
硼氢化钾：优级纯。
铁：优级纯。
氢氧化钾：优级纯。
样品处理
取20ml样品，加入0.25ml浓盐酸，加入0.25ml浓度为40mg/ml的溶液，定容至25ml，摇匀待测。
准确称取0.6g氢氧化钾，2g铁，3g硼氢化钾于100ml烧杯中，加水溶解，而后转移至100ml容量瓶中，定容摇匀。
准确转移0.2ml盐酸至100ml容量瓶中，定容摇匀。
2 条件实验
2.1 方法目的
在实际测试过程中，水中铅元素的值在10 ng/mL, 远远低于ICP-AES的检出能力。因此使用ICP检测必须寻找新的方法。由于ICP的进样系统的局限，提升的样品进入等离子体的效率只有1%-2%，绝大部分的提升样品是以废液的形式排出，所以提高进样效率就成为了使用ICP-AES测定水中铅元素的解决方法。
铅能够形成气态的共价氢化物（铅烷），因此若将提升的样品中铅全部以气态形式进入等离子体，那么相当于将铅元素进行富集，将较大提高ICP-AES的检出能力。
2.2 原理分析
在酸性介质下，铅与硼氢化钾作用下，形成共价键挥发性氢化物PbH_4。
KBH_4+3H_2 O+HCL+Pb^(2+)=H_3 BO_3+KCl+PbH_4+4H^+
铅的氢化物反应只有在氧化剂或者螯合剂的存在下才能有较高的效率，可能是因为氢在铅上有很大的过电位，这种过电位阻碍了BH_4^-离子的离解，抑制了铅烷的生成。铅烷的生成可能是BH_4^-离子与Pb^(2+)离子发生“原子(基团)转移反应”的结果，原子（基团）转移是控速步骤，过度中间体[H_3 B···H···Pb]^+。因为H^+的σ共价键必须把大量负电荷放到金属原子上，铅原子上有过量的负电荷，而铅的电负性又比较低，使得H···Pb键不稳定，所以H_3 B···H不容易断裂，H···Pb键不容易形成。如果使用络合剂与铅结合，借助共轭π键移去金属上过量的负电荷，增强H···Pb键 的稳定性，或者使用氧化剂中带负电荷的原子（如氧原子）进攻H_3 B···H键，减弱H_3 B···H的稳定性，都可以促使铅烷的形成。
同时，氧化剂的存在也可能氧化铅原子，使得Pb^(2+)变为Pb^(4+)，同样有利于铅烷的生成。
2.3 分析谱线的选择
对于同一种元素， ICP-AES 可以有多条谱线进行检测，但是由于基体和其他元素的干扰，并不是所有的谱线都适用。进行光谱扫描后，根据样品中各待测元素的含量及谱线的干扰情况，选其灵敏度适宜，谱线周围背景低，且无其他元素明显干扰的谱线作为元素的分析线，结果选用Pb220.353作为分析谱线使用。在进行谱线选择时，需要注意背景及干扰情况，选择尽量将背景位置定在尽可能平坦的位置，注意要无小峰，同时左右背景的平均值尽可能与谱峰背景强度一致，见图1。
图1 Pb元素的谱线选择及背景扣除
2.4 样品酸度的影响
实际测试中，样品酸度对铅元素氢化物发生影响很大。李明容等做了酸度对氢化物发生-原子荧光法测定Pb的影响，结果见图2所示。Pb的氢化物发生只在特定的酸度条件下才会达到峰值。因此实验中酸度的影响必须**考虑，否则实验过程可能根本没有信号。目前还不太清楚酸度对铅氢化物发生原理的影响。
图2 酸度对Pb和Cd原子荧光强度的影响。
酸度的影响分为样品本身酸度和载流的酸度。
2.4.1 样品酸度的影响
实验过程中保持一定的条件，通过改变样品中酸度的大小，通过氢化物发生与ICP联用，测定铅强度的变化。保持铅8ng/ml，载流酸度0.2%，样品中浓度为0.4mg/ml，硼氢化钾浓度为15mg/ml, 铁20mg/ml，氢氧化钾6mg/ml，载气0.2ml不变。由表2和图3可知，酸度对氢化物发生测铅的影响很大，酸度在1%左右的时候强度达到值。
表1 样品酸度的影响
样品酸度 强度
0.1% 22
0.5% 253
1% 493
2% 37
3% 3
图3 样品酸度的影响
2.4.2 载流酸度的影响
使用载流酸度对样品酸度进行微调，实验样品中保持样品中酸度1%不变，改变载流酸度。如表与图所示。
表2 载流酸度的影响
载流酸度 强度
0 346
0.1% 361
0.2% 373
0.3% 336
0.4% 271
0.5% 222
0.6% 185
0.7% 171
0.8% 140
1% 98
2% 55
3% 47
4% 47
5% 51
6% 35
图4 载流酸度的影响
2.5 浓度的影响
的作用是作为氧化剂存在，首先它的存在可能氧化铅原子，使得铅原子从正二价变为正四价，其次氧化剂中带负电荷的原子（如氧原子）进攻H_3 B···H键，减弱H_3 B···H的稳定性，使得铅的氢化物更易形成。保持铅8ng/ml，样品酸度1%，载流酸度0.2%，样品中硼氢化钾浓度为15mg/ml, 铁20mg/ml，氢氧化钾6mg/ml，载气0.2ml不变的浓度与强度的关系表和图。有图可知，浓度在0.4mg/ml时强度达到值。
表3 载浓度的影响
图5 载浓度的影响
2.6 铁的浓度影响
铁的结构式如图所示，它的作用是借助共轭π键移去金属上过量的负电荷，增强H···Pb键的稳定性，同时铁也有一定的氧化性。
图6 铁结构式
保持铅8ng/ml，样品酸度1%，4mg/ml，载流酸度0.2%，样品中硼氢化钾浓度为15mg/ml,，氢氧化钾6mg/ml，载气0.2ml不变，铁的浓度与强度的关系表和图。有图可知，铁浓度在20mg/ml时强度达到值。
表4 铁浓度的影响
铁浓度mg/ml 强度
图7 铁浓度的影响
2.7 硼氢化钾的浓度影响
硼氢化钾是重要的还原剂，与铅反应生成铅烷。保持铅8ng/ml，样品酸度1%，4mg/ml，载流酸度0.2%，样品中铁浓度为20mg/ml,，氢氧化钾6mg/ml，载气0.2ml不变，硼氢化钾的浓度与强度关系见表与图。有图可见，在20mg/ml以上，到达平台期，选择一个相对较大的强度的浓度，即30mg/ml。
表5 硼氢化钾浓度的影响
硼氢化钾浓度mg/ml 强度
图8 硼氢化钾浓度的影响
2.8载气流量的影响
载气对铅烷有着较大的影响，若流量过大，则相当于将铅烷气体稀释，测量结果强度较低，若流量过小，铅烷不能完全进入等离子体中，测量结果强度仍然较低。因此需要保持一个较好的载气流速，以期获得强度。保持铅8ng/ml，样品酸度1%，4mg/ml，载流酸度0.2%，样品中铁浓度为20mg/ml,，氢氧化钾6mg/ml，硼氢化钾浓度为30mg/ml，载气变化与强度的关系如表与图所示。因此选择载气0.6L/min为好。
表6 载气流量的影响
载气流量(L/min) 强度
图9 载气流量的影响
2.9功率的影响
保持铅8ng/ml，样品酸度1%，4mg/ml，载流酸度0.2%，铁浓度为20mg/ml,，氢氧化钾6mg/ml，硼氢化钾浓度为30mg/ml，载气0.6L/min，功率变化对铅的影响见表与图。由图与表可知，功率越大，强度越大。但由于强度太大对仪器寿命有影响，因此强度够用即可，选择1250W。
表7 功率的影响
功率(W) 强度
图10 功率的影响
2.10小结
结合以上条件，得出实验条件见表
表8 实验条件汇总
实验条件 浓度
样品酸度 1%
载流酸度 0.2%
浓度 0.4mg/ml
铁浓度 20mg/ml
氢氧化剂浓度 6mg/ml
载气 0.6L/min
功率 1250W
3 结果讨论
3.1校准曲线
实际样品按照本文方法进行分析，标准曲线线性相关系数为0.99997，校准曲线如图1.
图11 Pb元素氢化物发生校准曲线
3.2 测定结果
饮用水溶液实际样品按照本文方法进行分析，其结果见表3.为验证方法准确性，使用ICP-MS进行方法间比对。其结果见表1
表9 实际样品分析结果（ng/mL）
样品名称 ICP-AES ICP-MS GB 5749-2006
J0 40.29 47.39 10
J1 （0.70）a 0.65 <10
J2 （0.80）a 0.75 <10
备注a：括号内为参考值，低于测定下限2.3 ng/ml。
3.3方法检出限
按样品空白连续测定11次，以3倍的标准偏差计算方法检出限，10倍的标准偏差计算方法测定下限。
表10 铅元素氢化物发生检出限（ng/mL）
元素 检出限 测定下限
Pb 0.7 2.3
3 结论
本方法采用氢化物发生-ICP-AES联用的方法测定生活饮用水中的Pb元素，检出限低，为0.7ng/ml，远低于国家标准。适用于生活饮用水中Pb元素的检测。
钢研纳克ICP光谱仪测定污泥中铝、钙、铜、铁、镁、锌等元素
(钢研纳克检测技术有限公司，北京 100081）
摘要：污泥中除了含有大量丰富的**物及氮、磷等营养元素之外，还含有很多难以降解的有金属元素。如果处理不当将会造成更严重的二次污染。采用在盐酸，硝酸，氢氟酸及双氧水条件下对样品进行微波消解，而后高氯酸冒烟处理样品的方式，采用电感耦合等离子体原子发射光谱对污泥中铝、钙、铜、铁、镁、锌等元素进行检测。选择合适的分析谱线，标准曲线线性系数大于0.9999。
关键词：
随着城市污水处理量的不断提高，其处理过程中污泥的总量也在不断的增加。污泥中在含有大量丰富的**物及氮、磷等营养元素之外，还含有很多难以降解的有毒重金属元素。如果处理不当将会造成更严重的二次污染。因此对污泥进行监测尤为重要。
目前国内外多采用传统干法或者湿法样品消解技术并以原子吸收光谱法进行测量，也出现了使用不同酸进行微波消解样品使用原子吸收光谱法测定污泥中金属元素。但传统技术用酸多，金属元素易挥发，耗时长且操作复杂，采用原子吸收光谱法易产生基体干扰且不能多元素同时测定。ICP-AES作为一种快速定量分析的手段，检出限低，精密度好，动态范围宽，分析速度快，可快速实现对污泥中铝、钙、铜、铁、镁、锌等元素的检测。
1 实验部分
1.1 仪器参数及试剂
Plasma 2000 全谱型电感耦合等离子体光谱仪（钢研纳克检测技术有限公司）。
参数设置见表1
表1 仪器测定参数
工作条件 参数
等离子体流量L/min 15
辅助气流量L/min 0.5
载气流量L/min 0.7
射频功率W 1250
曝光时间s 8
观测方向 径向
氩气纯度 >99.999%
盐酸，ρ≈1.18 g/ml,优级纯，北京化工厂
硝酸，ρ≈1.42g/ml,优级纯，北京化工厂
高氯酸，ρ≈1.76g/ml,优级纯，北京化工厂
氢氟酸，优级纯。
双氧水，优级纯。
1.2 样品处理
称取0.1 g样品，放置于微波消解罐中，加入6ml硝酸，2ml盐酸，3ml氢氟酸，1ml过氧化氢，放入微波消解仪中进行消解，消解条件见表1。冷却后取出，使用少量水将样品转移至聚四氟乙烯烧杯中，加入3ml高氯酸，冒烟至近干，取下冷却烧杯，加入5ml硝酸溶解残渣，冷却后定容至100ml容量瓶中，摇匀。 若有不溶物，干过滤。
2 结果与讨论
2.1 分析谱线的选择
对于同一种元素， ICP-AES 可以有多条谱线进行检测，但是由于基体和其他元素的干扰，并不是所有的谱线都适用。进行光谱扫描后，根据样品中各待测元素的含量及谱线的干扰情况，选其灵敏度适宜，谱线周围背景低，且无其他元素明显干扰的谱线作为元素的分析线。具体谱线见表2，选择依据见图1-图6.
表2 谱线选择
元素 Al Ca Cu Fe Mg Zn
谱线 308.215 317.933 327.396 259.940 285.213 213.856
图1 Al308.21谱线与样品谱图
图2 Ca标准曲线与样品谱图
图3 Cu标准曲线与样品谱图
图4 Fe标准曲线与样品谱图
图5 Mg标准曲线与样品谱图
图6 Zn标准曲线与样品谱图
2.2 实际样品的测定
2.2.1校准曲线
实际样品按照本文方法进行分析，校准曲线线性相关系数等见表3，校准曲线如图7-图12.
表3 各元素的线性回归方程及线性范围
元素 线性范围/(?g/ml) 线性回归方程 相关系数
Al 10-50 y= 1429+x+229.95 0.9999
Ca 5-20 y= 3983x+788 0.9999
Cu 0.5-1.5 y= 6575x-83 0.9999
Fe 5-30 y= 3352.6x+24 0.9999
Mg 2-6 y= 17822.97x+9513 0.9999
0.5-3 y= 3263.33x+35 0.9999
图7 Al校准曲线
图8 Ca校准曲线
图9 Cu校准曲线
图10 Fe校准曲线
图11 Mg校准曲线
图12 Zn校准曲线
2.2.2 测定结果
实际样品按照本文方法进行分析，其结果见表4。满足客户要求。
表4 实际样品分析结果(mg/g)
样品名称 ICP-AES 客户结果
Al 68.02 68.07
Ca 17.52 17.31
Cu 1.583 1.604
Fe 35.57 35.75
Mg 5.821 5.861
Zn 2.442 2.342
3 结论
本方法ICP-AES方法测定污泥中铝、钙、铜、铁、镁、锌，方法简单，选用了合适的谱线，其线性相关系数大于0.9999，适用于污泥中铝、钙、铜、铁、镁、锌元素的检测。
无处遁形的水中铅----氢化物发生-ICP-AES法测定饮用水中铅
钢研纳克检测技术股份有限公司
铅会严重影响人体健康，过量的摄入会导致慢性中毒，造成人体肝、肾、大脑损伤，儿童铅中毒更会导致发育迟缓，智力低下等。水为生命之源，饮用水中铅含量**标造成的危害更加严重。根据《GB 5749-2006生活饮用水卫生标准》中规定，铅元素的含量不得**过10 ng/mL。针对生活饮用水中的铅元素测定，本文采用氢化物发生与电感耦合等离子体发射光谱仪联用的方法，测定生活饮用水中铅含量。本方法检出限为0.7 ng/mL，测定下限为2.3 ng/mL，适用于生活饮用水中铅元素的检测。
仪器配置
Plasma 2000 电感耦合等离子体发射光谱仪
观测方式：轴向观测
进样系统：氢化物发生装置
分光系统：中阶梯光栅与棱镜交叉色散结构，全谱瞬态直读
检测器：大面积背照式CCD芯片，高紫外检出效率，宽动态范围
光源：高效固态射频发生器，小体积高效率
Plasma 2000仪器检测条件
观测方向 雾化器流量
（L/min） 辅助气流量
（L/min） 载气流量
（L/min）
轴向 0.6 0.5 13.5
RF功率
（W） 曝光时间
（s） 进样时间
（s） 氢化物发生器泵速
（rpm）
实验样品与检测方法
取自不同取样点的实际自来水样，分别编号为Y1和Y2。
在一定PH范围内，铅元素可与硼氢化钾溶液反应生成气态的PbH4，通过载气将PbH4带入电感耦合等离子体光谱仪内进行测试。
移取20mL自来水样品，加入盐酸，定容于25mL容量瓶中，摇匀待测。
分析谱线的选择
选用灵敏度适宜，无其他元素明显干扰的铅220.353分析谱线。
铅元素的谱线选择
标准曲线绘制
铅标准溶液（国家钢铁材料测试中心，1000μg/mL）配置溶液梯度，氢化物发生法绘制标准曲线，线性相关系数大于0.999。
标准曲线浓度（ng/mL）
元素名称 S0 S1 S2 S3 S4
铅元素氢化物发生标准曲线
方法检出限与测定下限
按样品空白连续测定11次，以3倍的标准偏差计算方法检出限，10倍的标准偏差计算方法测定下限。
铅元素氢化物发生检出限（ng/mL）
元素 检出限 测定下限
Pb 0.7 2.3
测定结果
实际样品分析结果（ng/mL）
样品名称 ICP-AES ICP-MS GB 5749-2006
Y1 （0.70）a 0.65 <10
Y2 （0.80）a 0.75 <10
备注a：括号内为参考值，低于测定下限2.3 ng/ml。
加标回收率
在实际样品中加入约3倍于实际样品铅的含量，回收率为108%，满足定量要求。
加标回收率
样品名称 样品含量
（ng/mL） 加入量
（ng/mL） 测量值
（ng/mL） 回收率
（%）
Y1 (0.7) a 2.5 3.4 108
备注a：括号内为参考值
结论
本方法采用氢化物发生与plasma 2000电感耦合等离子体发射光谱仪联用的方法测定生活饮用水中的铅元素，对2个实际饮用水样进行检测，均未检出铅元素**标，方法检出限及测定下限低于国家标准要求，加标回收率好，适用于生活饮用水中铅元素的检测。
钢研纳克ICP光谱仪对电器回收材料树脂粉中Au、Ag、Cu的测定
1 前言
随着大量家用电器的报废，废电路板的数量越来越大，其回收利用价值也引起众多投资者关注。[1]如印刷电路板（PCB）由玻璃纤维、强化树脂和多种金属化合物混合制成，废旧电路板如果得不到妥善处置，其所含溴化阻燃剂等致物质，会对环境和人类健康产生严重的污染和危害，但同时，废旧电路板也具有相当高的经济价值。电路板中含有大量普通金属、贵金属和稀有金属[2]，金属品味相当于普通矿物中金属品味的几十倍，金属的含量高达10%~60%，而自然界中富矿金属含量也不过3%~5%。由此可见，废旧电路板同时还是一座有待开发的“金矿”。树脂作为废旧电路板的主材料之一，金属含量的测定就成为回收再利用的重要指标。本文利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）完成了对树脂粉中Au、Ag、Cu元素含量的测定，客户参考值Au：10-300g/t，Ag：100-5000g/t。
2 仪器简介
电感耦合等离子体原子发射光谱仪简称 ICP-AES ，文中使用钢研纳克单道顺序扫描型光谱仪Plasma1000和全谱型光谱仪Plasma2000。
3 样品前处理
将树脂制成均匀的粉状，准确称取六份2g 试样。树脂属于**材料，首先需要将**成分破换掉，本实验使用两种前处理方式，由于要测定Au元素，需要加入王水，测定Ag元素，有盐酸存在时需过量的盐酸，因此混酸比例为HCl：HNO3=7:1，样品中含有较高含量的硅，因此需加入HF。
（1）将样品置于刚玉坩埚中，1000℃灼烧样品3小时。将灼烧后的样品转移至聚四氟乙烯烧杯中，加入混酸，低温加热，直至样品反应完全后加入2mlHF，待反应完毕加入3mlHClO4，冒烟至近干，加入5ml混酸低温加热10分钟，冷却后定容到50ml容量瓶。
（2）将样品置于聚四氟乙烯烧杯中，加入混酸，低温加热，直至样品反应完全后加入2mlHF，待反应完毕，发现有很多残留，加入3mlHClO4，冒烟至近干，加入5ml混酸低温加热10分钟，冷却后定容到50ml容量瓶。
4 仪器参数
Agilent725：功率 1.20 KW，等离子气流量 15.0 L/min，辅助气流量 1.5 L/min，雾化气流量 0.48 L/min，蠕动泵泵速 15 rpm。观测高度4 mm，玻璃雾化系统和矩管。
Plasma1000：功率 1.25 KW，负高压 800 V，冷却气流量 18.0 L/min，辅助气流量 0.8 L/min，载气流量 0.2 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm。观测高度距功率圈上方 12 mm，玻璃雾化系统和矩管。
Plasma2000：功率 1.30 KW，冷却气流量 15.0 L/min，辅助气流量 0.5L/min，载气流量 0.5 L/min，蠕动泵泵速 20 rpm。玻璃雾化系统和矩管。
5 工作曲线与分析结果
5.1各待测元素的谱线选择（nm）
表1 各元素谱线
元素 仪器 Au Ag Cu
谱线 Agilent725 267.594 328.068 324.754
Plasma1000 267.594 328.068 324.754
Plasma2000 267.594 328.068 324.754
5.2校准曲线
元素 Au Ag Cu
S0 0 0 0
S1 0.1 1 10
S2 0.5 5 50
S3 1 10 100
S4 1.5 15 150
5.3实际样品分析
表2是不同前处理的测试结果，结果表明使用方法（1）测定Au，方法（2）测Ag，两种方法均可测Cu。
表2 不同前处理的测试结果
样品 前处理 Ag Au Cu
1# 方法（1） 0.0079 0.0011 0.99
0.0068 0.0009 1.05
方法（2） 0.0076 0.0001 1.10
0.0079 0.0001 1.08
0.0076 0.0001 1.17
2# 方法（1） 0.0075 0.0038 3.23
0.0101 0.0039 3.20
方法（2） 0.0121 0.0003 3.19
0.0132 0.0005 3.63
0.0114 0.0003 4.02
表3是不同仪器测定结果比较，结果基本一致，推荐使用Agilent 725和Plasma 2000。
表4不同仪器及不同分析方法测定结果比较
Ag328.068 Au267.594 Cu324.754
1# Agilent 725 0.0078 0.0010 1.10
Plasma 1000 0.0075 0.0010 1.06
Plasma 2000 0.0069 0.0010 1.03
2# Agilent 725 0.0122 0.0038 3.21
Plasma 1000 0.0116 0.0038 3.21
Plasma 2000 0.0114 0.0038 *
-/gbahabd/-
