富氧空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的微量钼

1前言

在常规空气-乙炔火焰原子吸收光谱法中,钼难以原子化,测定灵敏度很低,而且在测定中共存元素的干扰非常严重[1]｡采用氧化二氮-乙炔高温火焰,有利于钼的原子化,测定灵敏度有所提高,但不适用于测定痕量钼[2]｡本文首次提出采用富氧空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的微量钼｡通过L9(34)正交实验方法,优化选择了最佳观察高度､空气流量､氧气流量以及乙炔流量,检验了20多种共存离子对测定的干扰情况,并选择了对钼的测定具有最大增敏作用的十二烷基硫酸钠作为干扰抑制剂,使测钼的灵敏度明显提高,检出限为0.039μg/mL,测定精密度为4.65%｡应用本法测定地质标准样品GSD-3､GBW07239､GBW07241中的微量钼,分析结果与推荐值相吻合｡

2 实验部分

2.1 仪器及工作条件

WFX-110型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司),钼空心阴极灯｡

分析线313.3nm,光谱通带0.2nm,灯电流3.5mA,空气流量6.0L/min,氧气流量2.3L/min,乙炔流量5.4L/min｡

2.2 试剂

表面活性剂(5%,W/V):溴化十二烷基吡啶､十六烷基三甲溴化铵(CTAB)､溴化十六烷基三甲基吡啶､聚二醇辛基苯基醚(OP)､十二烷基硫酸钠(SDS)､十二烷基磺酸钠(SDSA),均以分析纯试剂制成水-乙醇(V/V=3/1)溶液｡

Mo(VI)贮备液(1mg/mL):称取1.2737g分析纯Na₂MoO₄·2H₂O用水溶解,加入10mL氨水,定容于500mL容量瓶中｡

Mo(VI)标准工作液(100μg/mL):移取10mLMo( )贮备液(1mg/mL)于100mL容量瓶中,以

蒸馏水定容｡酸系列:(1+1)的盐酸､硝酸､磷酸､硫酸､高氯酸均由分析纯或优级纯浓酸稀释而成｡

2.3 实验方法

2.3.1 校准曲线

分别移取0.20,0.5,0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0mL(100μg/mL)标准工作液于10mL比色管中,以蒸馏水定容后,在最佳工作条件下测定其吸光度,获得如图1之(2)所示的校准曲线｡同法另取一系列标准工作液,加入表面活性剂十二烷基硫酸钠,绘制校准曲线,见图1之(1)｡由图1可见加入表面活性剂后,测定灵敏度明显提高｡

2.3.2 样品处理

准确称取试样1.000g,置于聚四氟乙烯坩埚中,加入王水10mL､氢氟酸5mL､高氯酸2mL,加热溶解,蒸至白烟冒尽,取下,趁热加入(1+1)硫酸2mL加热至冒烟取下,转入25mL比色管中,以蒸馏水定容｡分别移取5mL样品溶液至3个10mL比色管中,各加入1.5mL的十二烷基硫酸钠(5%),蒸馏水定容｡

3结果与讨论

3.1 仪器最佳实验条件的选择

本文采用正交实验方法,对观察高度､空气流量､氧气流量及乙炔气流量进行L9(34)条件优化选择,最佳条件为:观察高度10mm､空气流量为6.0L/min､氧气流量为2.3L/min､乙炔流量为5.4L/min｡

3.2 表面活性剂的增敏作用

试验了6种表面活性剂:溴化十二烷基吡啶､十六烷基三甲溴化铵(CTAB)､溴化十六烷基三甲基吡啶､聚二醇辛基苯基醚(OP)､十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基磺酸钠(SDSA),结果如图2所示｡由图2可知各种表面活性剂对钼的吸收信号有不同程度的增敏作用,其中以十二烷基硫酸钠(5%)的增敏作用最大,因此,选择十二烷基硫酸钠为增敏剂,加入量为1.5mL｡

1——SDS；  2——溴化十二烷基吡啶；

3——OP；             4——SDSA

5——CTAB；    6——溴化十六烷基三甲基吡啶

3.3 共存离子的干扰

试验了20多种常见阳离子对钼的干扰情况｡其中Ca²⁺､Pb²⁺､Sr²⁺､B³⁺､Na⁺有负干扰,Cd²⁺､Cu²⁺有正干扰,其他阳离子对测定的干扰较小｡对于10μg/mL钼,各离子的允许存在量分别以μg计算:Na⁺(8),Cu²⁺(10),Ca²⁺(12),Fe³⁺､Mn⁷⁺(20),Sr²⁺(30),Ag⁺(50),Cd²⁺(60),Co²⁺､Mg²⁺(100),Al³⁺､B³⁺､K⁺(150),Cr³⁺(160),Cr⁶⁺､Pb²⁺､Ni²⁺(200),Bi³⁺(250),Zr⁴⁺(300),As³⁺(400),Zn²⁺(500)｡在硫酸介质中试验1.5mL十二烷基硫酸钠(5%)对各种共存离子的干扰抑制情况,实验结果表明,加入表面活性剂后,各种共存离子的允许存在量均有较大增加,因而可以很好地抑制共存离子的干扰｡

3.4 酸介质的影响

在10μg/mL钼溶液中,分别加入1%—5%的硝酸､盐酸､磷酸､高氯酸及硫酸,发现磷酸对钼的吸收有严重的抑制作用,高氯酸使钼的吸光度略有减弱,硝酸使钼的吸光度略有增强,硫酸和盐酸对钼的吸光度没有影响｡

3.5 精密度与检出

限按照IUPAC推荐的方法进行测定,本方法的精密度为4.65%,检出限(3σ)为0.039μg/mL｡

3.6 样品分析

按分析方法对标准样品GSD-3､GBW07239､GBW07241中的微量钼进行测定,结果如表1所示｡

4结论

实验表明,富氧空气-乙炔火焰是一种操作简便､成本低廉､无毒､分析灵敏度高的高温火焰｡在对微量钼进行测定时,引入表面活性剂十二烷基硫酸钠,可进一步消除共存元素的干扰并提高灵敏度,其检出限可以达到0.039μg/mL,比氧化二氮-乙炔火焰法测钼的灵敏度提高8—9倍,该法应用于地质标准样品中微量钼的测定,取得满意的结果｡

参考文献

[1]李述信主编.原子吸收光谱分析中干扰及消除方法[M].北京:北京大学出版社,1987.

[2]Sanchez V M, Bagur G Metal. Determination of Tin, Vanadium, Iron and M olydenum in Various Matrices by Atomic Absorption Spectrometry [J].J.Anal.Toxicol.,1999,23(2):108_112.