官方微信

产品推荐:气相|液相|光谱|质谱|电化学|元素分析|水分测定仪|样品前处理|试验机|培养箱

亚搏体育app网站报道技术中心


您现在的位置:亚搏体育app网站网>技术中心>仪器文献> 正文

原子吸收光谱法测定铝_亚搏体育app网站官网资讯


您现在的位置:亚搏体育app网站网>技术中心>仪器文献> 正文

原子吸收光谱法测定铝

2012年05月15日 21:02   来源:上海彦哲仪器设备有限亚搏体育app网站


由于铝在自然界中的广泛存在和它在农业、冶金、电子、医药、环境等行业的普遍应用,快速、灵敏地检测铝显得十分重要。测定大量铝的zui重要的分析方法是EDTA络合滴定法,而测定痕量和微量铝的zui重要和应用广泛的分析方法则是分光光度法。此外,色谱法、电感耦合等离子光谱法和红外光光谱法等也获得了应用。由于原子吸收光谱法测定铝具有简单、快速的优点,因此它在测定痕量和微量铝方面获得了越来越广泛的应用,研究铝的原子吸收光谱测定也很有必要。本文就原子吸收光谱法测定铝作一综述。

  一! q/ }& {( k2 J0 s+ i; z* ]
火焰原子吸收光谱法


  (一)空气-乙炔火焰原子吸收法


  1普通空气-乙炔火焰法


  原子吸收法中空气-乙炔火焰是应用zui广泛的原子化法。铝在该火焰中形成耐热氧化铝,其熔点是2045℃,沸点是2980℃,故一般不能在此火焰中直接测定铝。邓世林等[1]用空气-乙炔火焰原子吸收法直接测定土壤中的铝。同时研究了添加0.05mol/L的水溶性有机化合物四甲基氯化铵可使铝的测定灵敏度提高约7倍,其特征浓度为43?/ml/1%。同时考察了HCL、HNO3、HCLO4、H2SO4对测定铝的影响,极少量的HNO3、HCLO4、H2SO4均对铝的吸光度产生很大影响,甚至完全抑制铝的信号。HCL浓度在2mol/L内不影响铝的测定。因此,在样品处理及测定过程中须以HCL为介质。另外,共存离子K+、Ca2+、Fe3+、Mn2+在添加四甲基氯化铵的情况下,基本上不干扰铝的测定。
2 氧屏蔽空气-乙炔火焰法


  史再新等【2】用氧屏蔽空气-乙炔火焰法测定钢中铝(0.1~10%),分析方法比较简单。结果表明,HNO3对铝略有增感作用,HCL略有抑制作用。共存元素对铝的测定也有影响:Fe、Mo略有抑制作用,Ni、Mn略有增感作用;三氯化钛对铝的吸收有增感作用,并能抑制其它元素的干扰,改善稳定性。但此法耗气量大、噪音高、具有较强的火焰发射。


  3 富氧空气-乙炔火焰法


  翁永和等【3】用富氧空气-乙炔火焰法测定铝,比较了不同有机试剂在此火焰中对铝的增感效应。当有机试剂的结构是在苯环的邻位均含有羟基及羧基的铝功能团,如铬天青S、铝试剂、钛铁试剂、磺基水杨酸及邻苯二甲酸氢钾等时,均具有相似的及zui大的增感效应,其增感倍数约为2.0,特征浓度可达1.2?/mL。与氧屏蔽空气-乙炔火焰法相比,此法耗气量小,噪音低,火焰稳定,且不易回火。


  4 空气-乙炔火焰间接原子吸收法
铝在空气-乙炔火焰中易形成难解离的耐热氧化铝,灵敏度较低。用富氧法,特征浓度为1.2?/mL【3】。陆九韶等【4】用间接火焰原子吸收光谱法测定了水和废水中铝,根据Cu2+-EDTA与Al3+、PAN的定量交换反应,生成物Cu2+-PAN可被氯仿萃取,用空气-乙炔火焰法测定水相中残余铜,从而间接测定铝,铝浓度在0.1~1.0mg/L范围内有良好的线性关系。酸度范围在PH3.8~5.0时曲线呈直线,故选择PH4.5。Cu2+、Ni2+对实验干扰严重,但在加入Cu2+-EDTA前,先加入PAN,则1.0mg/L的Cu2+和0.1 Ni2+对实验无干扰。Fe3+干扰严重,加入抗坏血酸可消除Fe3+的干扰。F-对测定亦有干扰,加入硼酸可消除。利用此法间接测铝,浓度范围在0.05~100㎎/L。


(二)# o. D8 ^9 n5 B: P5 C' n6 @+ X
笑气-乙炔火焰原子吸收法
7 a7 W- {1 x; d1 q  用空气-乙炔火焰测定铝,火焰温度不够高,灵敏度较低。故目前大都用笑气-乙炔火焰测定铝。曾报道【5】用笑气-乙炔火焰法测定酸性废水中的铝,通过全程序空白试验得到本放法的zui低检出浓度可至0.006㎎/L。采用笑气-乙炔火焰温度高,能促使离解能大的化合物解离,同时其富燃火焰中除了C、CO、CH等未分解产物之外还有如CN、NH等成分,它们具有强烈的还原性,能更有效地抢夺金属氧化物中的氧,从而使许多高温难解离的金属氧化物原子化,使Be、B、Si、W、Mo、Ba、稀土等难熔性氧化物的元素对测定有干扰。但是因为这种火焰温度高,能排除许多化学干扰。在试液中加进大量的碱金属(1mL/ mL~2 mL/ mL)能减少电离干扰。- Z) N# w- O; O9 _: @+ @
  另有报道【6】用笑气-乙炔火焰测7715D高温钛合金中的铝,笑气-乙炔火焰的特征浓度为1㎎/L·1%,在溶液中检出极限为0.03?/mL。碱金属含量增加时对100?/mL AL在309.3nm处有干扰。根据电离电位值,铯是zui适于作这种用途的碱金属。盐酸是分解7715D高温钛合金样品较为理想的酸。Fe是其中zui常见的共存元素,必须消除,采用偏磷酸锂能消除Fe等几种元素共存时干扰,并能获得较高的灵敏度和准确度。
0 w6 W8 `6 S; @- Q  二
$ h* k2 M3 Q. W. k石墨炉原子吸收法
) C3 S5 K0 ]( y* J1 M% K  火焰原子吸收法具有快速、准确等优点,特别是笑气-乙炔火焰的应用使铝的测定灵敏度进一步提高,但测定痕量铝时仍要预先富集。故近年来对石墨炉原子吸收法测定铝的研究较多,但灵敏度尚不能满足对某些试样的直接分析,而且测定中存在着非光谱干扰,其干扰程度取决于石墨管表面的物理化学性质和所使用的载气【7】。石墨炉原子吸收的基体干扰十分严重,为减少和消除基体干扰,zui终实现无干扰测定,人们进行了许多研究,比较行之有效的方法是联合运用平台、基体改进、表面涂层、Zeeman效应扣除背景、梯度升温和的自动进样技术
8 B, o- I* ?! ]1 p2 J+ I' Y  (一)普通石墨炉原子吸收法" X6 y+ w0 Q- ~  O
  Shaw和Ottaway[8]用普通石墨管测定了2㎎/L的铝,相对标准偏差为7%。由于氯离子的干扰,只用硝酸溶解样品,这种就限制了此法的应用。在用硝酸和盐酸溶解样品时氯离子的干扰必须设法消除,可以通过加入硫酸、氨水和硫酸铵等形成易挥发的氯化物以消除干扰。尤其是硫酸铵的加入,能得到zui好的重现性。硫酸钠和硫化钠的存在也会干扰铝的测定【7】,可通过用模拟基体的工作曲线来消除干扰。此外,由于石墨管的不同也会引起灵敏度的变化,因此在使用之前,每个石墨管都要空烧三次。Halls等【9】在测定透析液中铝时也考查了基体、酸度和石墨炉的影响。实验表明,硝酸的加入可使回收率大大增加,1%(V/V)的HNO3可改善基体影响,2%(V/V)的HNO3可完全抑制基体效应。硫酸也具有这样的作用,但对于常规分析,HNO3优于H2SO4,因为硫酸粘度大,难转移。且用2%HNO3时可适当减少灰化时间。在测定血清中铝时,为使石墨管内不生成碳垢,克服血清基体产生的高背景,何世玉等【10】提出采用稀释法。即用高纯水作稀释剂,不需使用基体改进剂和氘灯背景校正,特征含量为18pg,相对标准偏差5%左右,重现性良好。以高纯水作稀释剂,空白值低,这是此法zui有利的条件。于金润等【11】采用基体校正方法,可在不用背景扣除装置、不经分离基体和预浓缩样品溶液的情况下,直接测定纯铁及低合金钢中0.0002~0.01%的酸溶铝和0.0005~0.01%的酸不溶铝。其中铁的背景吸收采用与样品相同基体的溶液来校正。
9 Y- W; {8 s6 _+ U2 H  (二)改进的石墨炉原子吸收法3 ]( H+ B7 O; P1 F) m7 A
  1 基体改进
. ^) b& N& q7 |1 ^! V  石墨炉原子吸收法中,利用基体改进剂降低和消除基体干扰是常用的一种有效方法。而用石墨炉法测铝时一般可不用基体改进剂,因为铝有足够高的允许灰化温度。尽管如此,肖乐勤【12】用硝酸镁作为铝的基体改进剂来使铝变成难挥发性化合物,适当提高灰化温度,可使背景干扰物质在原子化前挥发除去,镁含量在100-200㎎/L时,吸光度zui为理想。其中灰化温度为1500℃,原子化温度为2300℃时具有良好的准确度与精密度。但蒋永清等【13】提出用Ca(NO3)2作基体改进剂来进一步提高铝的灰化温度,得到了优于Mg(NO3)2的结果。Ca(NO3)2不仅对铝有增感作用,而且也提高了铝的zui高允许灰化温度,降低了原子化温度,增强了抗干扰能力。蔡艳荣【14】用1.0 mL10.0%Ca(NO3)2﹢2.5%抗坏血酸作为本实验的基体改进剂,稳定性好且对铝吸收信号的增感作用更强。同时对酸的种类及用量对吸光度的影响作了比较,当用盐酸和硫酸酸化溶液时,随着加入量的增加,铝的吸光度也随着增加,但增加幅度很小,故一般不用盐酸和硫酸来酸化溶液,而硝酸对铝的增感作用大,并且随着酸浓度的增加,吸光度几乎呈直线大幅度上升。综合考虑合适的灵敏度和溶液酸度愈大石墨管寿命愈短等因素,选用体积分数为5%的硝酸进行酸化。朱力等【15】建立一种新的石墨炉原子吸收光谱法测定饮用水中铝。比较了K2Cr2O7、乙酰丙酮及K2Cr2O7-乙酰丙酮的使用效果,其中以K2Cr2O7-乙酰丙酮混合基体改进剂效果zui佳。这是由于K2Cr2O7降低或消除了气态分子化合物ALO和AL2C2的生成,而这两种气态分子的生成会使铝原子化不完全;乙酰丙酮与铝液形成铝-乙酰丙酮螯合物,阻止铝形成碳化物。用K2Cr2O7-乙酰丙酮混合基体改进剂增感效应更强,比单一的K2Cr2O7或乙酰丙酮作为基体改进剂的灵敏度和稳定性更好。Matsusaki【16】等研究了石墨炉测铝时氯化物的干扰及消除方法。他们把氯化物(浓度为10-5~10-1mol/L)对微酸性介质中铝的干扰分为三种类型:HCI、NH4Cl、MgCl2属轻微干扰;NaCl、KCl属中等干扰;CaCl2、SrCl2、BaCl2、CuCl2、FeCl3属严重干扰。NaCl、KCl具有相对低的挥发温度,可以将灰化温度控制在1000℃来除去它们的干扰。另外一些化合物的加入也对NaCl的干扰产生抑制作用,抑制作用的大小顺序为:CH3COONH4>HNO3>EDTA(NH4)4>H2SO4。笔者【16】指出以醋酸铵和硝酸来除去NaCl和KCl的干扰效果较好。CaCl2、SrCl2、BaCl2、CuCl2、FeCl3具有较高的挥发温度,难以通过控制灰化条件来克服其干扰。加入EDTA铵盐可大大除去CuCl2的干扰,对其它几种氯化物也有相似的作用。EDTA铵盐消除干扰的原因,不仅是因为它具有与金属离子络合的能力,而且在溶液中NH4+取代相应氯化物中金属离子,形成挥发性的NH4Cl而被除去。同时发现在旧石墨管中消除干扰的效果要比新管好,原因可能是管的使用次数增多,基体干扰程度会降低。
$ _/ N; b/ P6 J0 E' _王承波【17】以钨与钽基体替代石墨管涂钽,采用直接石墨炉原子吸收法测定水中铝,克服了涂钽石墨管制备繁琐和使用次数少的缺陷,且测定灵敏度高、基体干扰少、结果稳定准确,检出限可达到1.0?/L。笔者【17】加大基体浓度,在选定的条件下测定铝的吸光度,发现钨与钽基体溶液的浓度并不影响测定结果。因为加入的钨与钽基体经过干燥、灰化和原子化等石墨炉操作过程后,相当于在石墨管的表面形成了一层难熔碳化物涂层,这对测定铝有改善作用。另外,用涂钽石墨管测定铝时,涂钽石墨管的制备比较繁琐,且使用次数少,因为涂钽层经过几次原子化高温灼烧后,很容易损耗掉。而改用钨与钽基体改进剂后,由于每次进样均能形成一层难熔碳化物涂层,从而大大延长了石墨管的使用寿命。另外,由于全热解石墨管比普通石墨管具有相对较小的孔隙,普通石墨管内的试样易渗透进管内,使试样的蒸发包括管内微粒向表面扩散和表面试样蒸发两部分,从而影响分析结果。石墨管的选择应综合考虑元素原子化温度的高低、是否形成难熔碳化物及石墨管升温速率要求等几方面因素的影响。一般而言,元素原子化温度高的可选用全热解石墨管,原子化温度低的应选用普通石墨管,才可获得较好的灵敏度。笔者【17】还研究了Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、氯离子、硫酸根等共存离子对铝测定的干扰。结果表明,采用钨与钽基体改进剂石墨管时,共存离子对铝的测定没有显著干扰;而用涂钽石墨管时,使用十多次后涂层即被侵蚀,较大比例的氯化物保留在灰化阶段,因此在原子化阶段,增加了氯化物对铝蒸汽相的干扰,产生了对铝测定的抑制作用。3 |- O& V5 ]$ B, }2 J" K# h6 a. {0 N
  2 改进型石墨管3 @1 u) A* K, t& i& v% |# C' q
  由于测铝时受基体干扰严重,Slavin等【18】用等温平台炉和Zeeman背景校正研究铝测定中共存离子的干扰及消除。而zui方便有效的方法是用热解涂层石墨管【19】,由于热解涂层石墨管比普通石墨管具有相对小的孔隙度,因此可避免试样对管内的渗透,加热时几乎只是表面蒸发,即所谓理想S型微粒蒸发。热解石墨管保留于灰化阶段的干扰物相对减少,有利于克服共存元素的干扰,经幼苹【19】报道了使用热解石墨管后,17种共存元素对钨中铝的测定干扰有大的减少。杨宝贵【20】提出用钼化处理平台及石墨炉,可增强铝的测试信号,原因可能是钼与碳生成不挥发的碳化物,它填密了石墨管表面的孔隙,起到涂层的作用。Taddia【21】用L’vov平台降低石墨炉法测定硅中铝时所遇到的干扰。并指出,热解涂层石墨管只有在与L’vov平台结合一起使用时才获得可靠的数据,在不牺牲精度的同时将基体干扰降低zui低限度。热解涂层石墨管与热解石墨平台联用时,硝酸的存在使灵敏度增加60%,且这种增加不随硝酸用量而变,为一恒定值。利用平台可消除HF的影响且硅基本身不干扰铝的测定。热解石墨管加基体改进剂及L’vov平台加基体改进剂【22】测定铝,一方面能消除基体变化对分析信号的干扰,提高分析的灵敏度,不经基体分离而直接测定铝;另一方面也克服了共存元素的干扰。
! L& R9 j$ I6 a2 o, _  三
) D/ c0 e* v# w2 c: q" ^铝原子化机理
7 {) w; a" e% b9 m; P3 a  按文献【23】的观点,铝在石墨炉中的原子化过程可分为下列三种情况,即$ x* F3 S7 [" A9 R9 l3 c6 z, R8 B
  (1)    AlCl3(s或l)→AlCl3(g)→Al(g)﹢3Cl(g)
" + T3 S% E; Q& Q2 X  因氯化物易挥发分解,故表现为灰化损失,原子化时已不存在。
$ F  v" {! I$ Z- G+ ?  (2)    Al2O3(s)﹢3C(s)→2Al(s或l)﹢3CO(g)9 t; J' P1 v9 T
                           ↓8 p2 g. U4 R: C+ f2 S9 q
                          2Al(g)4 U) w% o/ u4 T$ J
但Al2O3除难能被碳还原外,还存在与碳的歧化反应
8 p2 a; t% g  ]& r      2Al2O3﹢9C→Al4C3﹢6CO4 M4 I! K, c" P% |
Al4C3虽然在3000℃会分解放出原子态铝,但正是Al4C3的生成与分解,使铝的线性遭到破坏,石墨管寿命变短,测量精度下降,所以Slavin[18]反复强调用热解石墨管。
* h! C* H+ y; N8 i% H6 E3 h9 }  (3)    Al2O3(g)→AlO(g)﹢Al(g)﹢O2(g)
. G. _* J" Z9 y                  ↓
! ?2 `- ]6 n' t6 q6 p$ b; B5 @8 o                 Al(g)﹢O(g)
# T% `! Z' f* j( {
/ S, I5 w9 Z0 C, }' w& H邓勃等【24】认为铝原子化只可能是氧化物的热分解产生的,这与他们的实验结果相一致。4 V' l9 F; ?* s; Y% L- U1 t
  四
. ' H4 l/ @! |% B; d结束语; C5 Q6 s% ; j' P' ~1 S  O
  综上所述,火焰原子吸收法尤其是笑气-乙炔火焰法测定铝具有较好的灵敏度,测定某些试样中的铝是可行的;石墨炉原子吸收法测定铝的灵敏度高于笑气-乙炔火焰,尤其是应用基体改进剂和涂层石墨管,灵敏度得到显著提高,是目前应用比较广泛的一种方法。总而言之,原子吸收光谱法测定铝,具有快速、简单的特点,适于普及应用。4 ^1 y9 }! p, P8 Q1 X
 


关注本网官方微信 随时阅读专业资讯


全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:2837103554@qq.com

版权与免责声明

  • 凡本网注明“来源:亚搏体育app网站网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限亚搏体育app网站-亚搏体育app网站网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:亚搏体育app网站网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源(非亚搏体育app网站网)的作品,目的在于传递澳门皇冠信息,并不代表本网赞同其观点或和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他太阳城申博、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

天津市兰博实验仪器设备有限亚搏体育app网站
江苏天瑞仪器股份有限亚搏体育app网站

热点排行



条评论
Sitemap