ICS71.060.01 G10 中华人民共和国国家标准 GB/T30902—2014 无 机化工产品 杂质元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES) Inorganicchemicalsforindustrialuse—Determinationofimpurityelement— Inductivelycoupledplasmaopticalemissionspectrometry(ICP-OES) 2014-07-08发布 2014-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国化学标准化技术委员会无机化工分会(SAC/TC63/SC1)归口。 本标准起草单位:湖北兴发化工集团股份有限公司、中海油天津化工研究设计院、江西核工业兴中 科技有限公司、精细化学品集团有限公司、广东先导稀材股份有限公司、广东省汕头市质量计量监督检 测所、国家无机盐产品质量监督检验中心。 本标准主要起草人:熊萍、丁灵、胡昌文、蔡莱君、朱赞芳、杜建侠、陈敏、弓创周、梁媛。 ⅠGB/T30902—2014 无机化工产品 杂质元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES) 警告:本试验方法中使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性,操作时应小心谨慎!如溅到皮肤上应立即 用水冲洗,严重者应立即治疗;本试验方法中使用高压氩气钢瓶,应按高压钢瓶安全操作规定操作;点燃 等离子后,不应打开炬室门,防止高频辐射伤害身体;注意安全用电。 1 范围 本标准规定了用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)测定无机化工产品中金属和非金属杂质元 素的原理、试剂、仪器、设备、分析步骤、精密度、回收率。 本标准适用于无机化工产品中含多种杂质的液体试样或去除基体后的试液直接进样,用电感耦合 等离子体发射光谱仪进行测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T4470 火焰发射、原子吸收和原子荧光光谱分析法术语 GB/T4842 氩 GB/T6379.2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第2部分:确定标准测量方法重复 性与再现性的基本方法 GB/T6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法 HG/T3696.2 无机化工产品 化学分析用标准溶液、制剂及制品的制备 第2部分:杂质标准溶 液的制备 3 术语和定义 GB/T4470界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 等离子体 plasma 一种电离度大于0.1%,其正负电荷相等的电离气体。 3.2 高频发生器 highfrequencygenerator 为耦合线圈和等离子体提供高频能量的高频功率源。 3.3 等离子体炬管 plasmatorch 用于ICP维持稳定放电,通常由三层同心石英管组成的装置,外管进冷却气,中管进辅助气,内管 1GB/T30902—2014 进载气。 3.4 入射功率 incidentpower 由高频发生器输送给耦合线圈和等离子体的净功率。 3.5 观测高度 observationheight 等离子炬曝光部位的高度。即从观测区中心到耦合线圈上端的距离。 3.6 冷却气 coolantgas 炬管最外层管与中间管之间的气流,其作用为冷却炬管和维持等离子体。 3.7 辅助气 auxiliarygas 炬管中层管与中心管之间的气流,其作用为点燃等离子体,并使高温的ICP底部与中心管、中层管 保持一定的距离,保护中心管和中层管的顶端,尤其是中心管口不被烧熔或过热,减少气溶胶所带的盐 分过多地沉积在中心管口上。另外它又起到抬升ICP,改变等离子体观察度的作用。 3.8 载气 carriergas 炬管中心管的气流,其作用为使液体雾化成气溶胶,并载带气溶胶进入等离子体。 3.9 冲洗时间 washingtime 曝光前用试样溶液冲洗进样系统的时间。 4 原理 液体试样由载气带入雾化系统进行雾化后,以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道,在高温和惰性 气体中被充分蒸发、原子化、电离和激发,发射出的所含元素的特征谱线经分光系统进入光谱检测器,光 谱检测器依据特征光谱进行定性、半定量、定量的分析方法。 5 试剂 5.1 所用试剂在没有注明其他要求时,均指分析纯或分析纯以上试剂,样品处理时常用到无机酸,如盐 酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸等,使用前应检查,尽量保证其不含有待测金属元素。 5.2 实验室用水应符合GB/T6682—2008中二级水规格以上。 5.3 标准储备液:各分析元素标准储备液配制依据HG/T3696.2中的规定配制,也可选用相应浓度有 证系列国家标准物质的混合溶液、单标溶液,并稀释到所需浓度。多元素组标准溶液的制备参见附 录A。 6 仪器、设备 电感耦合等离子体原子发射光谱仪:由进样系统、激发光源、光学系统、检测系统和数据处理系统 组成。 2GB/T30902—2014 7 分析步骤 7.1 测定条件的选择 7.1.1 待测元素分析谱线 待测元素分析谱线的波长参见附录B。 7.1.2 入射功率 按待测样品特点和仪器条件选择最佳功率,一般范围为0.8kW~1.6kW。 7.1.3 观测高度 从感应圈上端到测定轴为止的距离,一般为14mm~18mm。单元素测定时,应选取被测元素的 最佳观测高度;多元素测定时,应选用适中观测高度。 7.1.4 溶液提升速率 溶液提升速率一般为0.6mL/min~2mL/min。 7.1.5 气体流量 按炬管和分析要求,确定各气体最佳流量。所用的氩气应符合GB/T4842的要求。 7.1.6 分析时间 冲洗时间和曝光时间由仪器和分析要求来确定。 7.2 干扰的消除 7.2.1 采用合适的分离方法和选择合适的元素谱线、观测高度、入射功率和载气流量,可将光源中的一 些干扰效应限制在一定的水平上。对于光谱干扰可采用基于校正干扰系数的方法、分离基体方法或采 用仪器厂家提供的软件进行校正。对于非光谱干扰应采用基体匹配或标准加入法等进行校正。 7.2.2 试样溶液与标准溶液的介质和酸度应尽量一致,保证仪器对溶液提吸速率和雾化效率的稳定, 可消除试样产生的物理干扰。 7.3 样品处理 7.3.1 实验室设备 7.3.1.1 对一般的微量和痕量分析而言,注意做好实验室整体清洁。 7.3.1.2 用作固体消解用的容器一般使用聚四氟乙烯(PTFE)或氟塑料(PFA,带有全氟化的烷基侧链 的四氟乙烯)。 7.3.1.3 容器在使用前,一般需在20%~30%的硝酸溶液中浸泡数小时,用水漂洗干净后,置于电热恒 温干燥箱中烘干后使用。 7.3.2 样品前处理方法 7.3.2.1 敞开式容器消解法 将试样和试剂用敞开式容器在火焰或电热板上或电炉中加热,此法应用最为普遍。这种方法对于 3GB/T30902—2014 设备的要求较低,可用于大批量样品同时消解。缺点是耗时较长,污染较为严重,准确度和精密度较差。 7.3.2.2 密闭式容器消解法 在密闭的容器(一般为聚四氟乙烯材料)内用酸或其他试剂在加温加压下进行湿法消解的分解 方法。 7.3.2.3 微波消解法 在微波(一般选用频率2450MHz)作用及密闭加压条件下,样品和酸的混合物吸收微波热量后,无 机酸的沸点提高,进而氧化反应活性增加,使样品表面层搅动、破裂,不断产生新的样品表面与酸溶剂接 触,直至样品完全消解完全之后,进行赶酸处理。 7.3.2.4 碱金属熔融法 用到各种各样的碱金属溶剂,如偏硼酸锂、四硼酸锂、碳酸钠、氢氧化钠、过氧化钠、相应的钾盐和碱 金属的氟化物(尤其是氟氢化钾),和样品混合,在高温下熔融。 7.3.2.5 分离和预富集法 分离的过程,可以除去可能有的基体效应与干扰,并达到预富集的作用,降低了定量限。主要方法 有溶剂萃取法、离子交换法、共沉淀/吸附法。 7.3.3 液体溶液要求 样品经处理后,根据待测元素含量定容至适当体积,制成试样溶液。 取样量根据试样中待测元素的质量浓度和方法的检出限来确定;试样溶液中待测元素质量浓度至 少为该元素检出限三倍。检出限的测定方法见附录C。 7.4 测定 7.4.1 定性分析 根据光谱中三条或三条以上待测元素灵敏线,定性判断是否存在待测元素。一般有比较谱线法和 半自动定性分析两种定性方法。 7.4.2 半定量分析 可以测出样品中待测元素的大致含量,利用ICP-OES仪器提供的软件可获得半定量分析结果。一 般有部分校准法和持久曲线法两种半定量分析方法。 7.4.3 定量分析 7.4.3.1 标准曲线法 按产品标准的规定,制备试样溶液、空白试验溶液及三个或三个以上含有不同浓度的标准系列溶液 (均应该在同一基体中配制,一般使用1%~5%的稀硝酸作为介质),在规定的仪器条件下,分别测定相 应的发射强度值。以标准溶液的质量浓度(μg/mL)为横坐标,对应的发射强度值为纵坐标,绘制标准 曲线。在标准曲线上查出试样溶液中待测元素的质量浓度,再计算样品中待测元素的含量。 7.4.3.2 内标校正标准曲线法 该法是用一个元素作为参考点对另一个元素或多个元素的测定进行校正。在待测元素标准溶液、 4GB/T30902—2014 试样溶液和空白试验溶液中添加相同浓度的内标(ISTD)元素(一般使用1%~5%的稀硝酸作为介 质),在规定的仪器条件下,分别测定相应浓度的发射强度值。以待测元素标准溶液发射强度