草酸铵作稳定剂石墨炉原子吸收法直接测量岩石悬浮液中微量镉

摘要：本文研究了石墨炉原子吸收法直接测量岩石悬浮液中微量镉。以草酸铵为稳定剂对岩石样品悬浮液的稳定性进行了研究,结果表明在碱性条件下,使用0.008mol?L-1的草酸铵作稳定剂时,岩石样品悬浮液比较稳定。同时用国家标准物质进行检测，检测结果的准确性高、稳定性好、重现性佳。应用固体悬浮液进样方法,直接测定了岩石样品中的微量镉。

关键词：石墨炉原子吸收法 　悬浮液进样 　草酸铵 　镉

镉是环保、矿物分析中最经常测定的毒性元素。在使用石墨炉原子吸收法测定固体样品时,传统的方法一般都需进行干法或湿法的化学处理，将样品制备成溶液后再进行上机测定。在化学前处理过程中，要加入盐酸与硝酸，在分解的过程中还要从不同的玻璃器皿中转移。因为试剂本身含有杂质，玻璃器皿容易吸附杂质，所以整个检测过程易引起污染，从而增加检测误差，产生偏差。因此近年来越来越多的人采用悬浮液进样法来分析固态样品。有人认为这种技术是使用原子吸收光谱分析固态样品的最成功的方法[1]。这种技术的优点在于可使用水溶液标样进行定量分析,省时省事,污染少。本文研究在TAS-990SuperAFG型原子吸收分光光度计上石墨炉法直接测量土壤悬浮液中的微量镉,取得了比较满意的结果。

1、实验部分

1.1　仪器与试剂

TAS-990SuperAFG型原子吸收分光光度计，单道可调式移液器（5-50μL），平台石墨管，Cd空心阴极灯。

Pd溶液:称取3.35gPdCl2溶于蒸馏水,定容1L，浓度为3.8g?L-1;

Mg(NO3)2溶液:称取50gMg(NO3)2溶于蒸馏水,定容1L，浓度为50g*L-1;

Cd溶液:称取1g高纯Cd粒，加入10mL浓HNO3，低温溶解完全，定容于1L的容量瓶中，其浓度为1mg?mL-1,然后根据所需配置成各种浓度。

实验所用试剂均为优级纯。上述所有溶液均使用二次蒸馏水配置。

1.2仪器测定条件

TAS-990SuperAFG型原子吸收分光光度计的波长为228.8nm；灯电流3.0mA；狭缝宽0.4nm；氩气管内0.6L?min-1，管外1L?min-1；进样体积10μL；信号方式为峰面积；干燥温度100℃，时间25s，灰化温度550℃，时间15s；原子化温度1800℃，时间4s，净化温度2000℃，时间4s。

1.3样品的制备及测定

先将岩石样品粉碎到0.2-0.5mm，混合均匀，用四分法取150g置于干净的小烧杯中，于90℃烘6小时,取出10g在玛瑙研钵中研磨，全部样品通过160目的筛，放在干燥的称量瓶里备用。准确称取0.25g土壤样品，加入PdCl2作为基体改进剂，草酸铵作为稳定剂，定容后PdCl2浓度为4mg?L-1，草酸铵浓度为0.0070mol?L-1，并用氨水调pH值为10，用二次水定容于10mL,放入磁性搅拌子，在电磁搅拌器上制取悬浮液，按选定的仪器条件测量。

2、结果与讨论

2.1悬浮液稳定性的研究

2.1.1稳定剂浓度对悬浮液稳定性的影响

悬浮液中的离子强度对悬浮液的稳定性有很大影响。本文研究草酸铵的浓度对悬浮液稳定性的影响。通过加入草酸铵溶液制成不同浓度的草酸铵悬浮液，并调节溶液PH为9。采取隔一段时间进一次样的方法,通过记录吸收信号下降的百分比来观察悬浮液的稳定性。结果如表1所示。

表1

通过试验结果表明，草酸铵的浓度的浓度为0.0070mol*L-1时悬浮液稳定性最好。

2.1.2悬浮液pH值对稳定性的影响

悬浮液的pH值可影响样品颗粒表面的双电层结构及表面电势,使悬浮液的稳定性受到影响。本文研究了pH值对测定的影响。实验中分别以6mol?L-1NaOH和2.5%的氨水来调节土壤悬浮液的pH值,并以吸收值下降一半的时间来表示其稳定性。结果如表2所示,发现随着pH值的升高,悬浮液逐渐稳定,并在微碱性条件下比较稳定。

表2

通过实验表明，悬浮液的PH为10时最稳定。

综上，采用PH为10，草酸铵的浓度的浓度为0.0070mol*L-1制作悬浮液最稳定。通过实验也表明在这个条件下悬浮液最稳定.

2.2石墨炉温度条件的选定

2.2.1　基体改进剂的选择

石墨炉原子吸收法测定Cd常用的基体改进剂有PdCl2,Mg(NO3)2,(NH4)2HPO4[2]及其混合物等。通过比较了其中Mg(NO3)2,和PdCl2对测定Cd的影响。结果表明,PdCl2的效果较好,加入PdCl2可显著提高Cd的灰化温度,降低背景信号。所以本文采用PdCl2作为基体改进剂,灰化温度为550℃。

2.2.2　基体改进剂的用量

实验表明,加入PdCl2后,灰化温度明显提高,当PdCl2的用量在2～6mg?L-1的范围内,Cd的吸收值基本不变,实验中选择PdCl2的用量为3mg?L-1。

2.3背景研究

2.3.1　PdCl2对背景信号的影响

实验中我们发现,没采用基体改进时,随着灰化温度的升高,吸收信号和背景信号都明显降低。加入PdCl2后,随着灰化温度升高,背景信号明显降低,但吸收信号在550℃以前,变化不大。因此,PdCl2可提高灰化温度,从而使大部分基体在灰化阶段即被除去,降低了原子化阶段的背景干扰。

2.4土壤样品的测定

Cd浓度在0～5ng?L-1范围内,标准曲线线性良好。样品悬浮液标准加入法的工作曲线分别为A=0.044c+0.053,r=0.9998。其斜率符合得非常好,因此测定样品中的Cd可以采用标准溶液工作曲线直接定量分析。

表3

采用上述所得的实验条件对样品进行测定,结果见表3。本方法的检测限为1.5×10-13g,特征质量为1.95×10-12g。

参考文献：

.WJKennethandGuoruCHEN.Anal.Chem.,1996,68:231R

.MBertinelli,NPastorellliandUBasori.Anal.Chim.Acta,1986,185:109