钢研纳克检测技术股份有限公司
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PlasmaMS 300型电感耦合等离子体质谱仪测定高纯铜中

2024-05-23317


PlasmaMS 300


PlasmaMS 300型电感耦合等离子体质谱仪测定高纯铜中14种杂质元素

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纯铜具有优异的导电性、导热性、抗磁性、高塑性、耐蚀性等性能,可用于制造电线电缆、罗盘、航空仪表等。工业纯铜中常含有微量的Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、As、Se、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi等杂质元素,会大大降低铜的导电导热性能。

钢研纳克采用PlasmaMS 300型电感耦合等离子体质谱仪,建立了纯铜杂质元素检测方案。该方案选用基体匹配和内标校正法克服纯铜基体效应,通过碰撞池来消除多原子离子干扰,建立起对纯铜中Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi等14种元素的检测分析方法。


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样品制备与前处理

样品前处理方法参考标准《GB/T 5121.28-2021铜及铜合金化学分析方法 第28部分:铬、铁、锰、钴、镍、锌、砷、硒、银、镉、锡、锑、碲、铅和铋含量的测定 电感耦合等离子体质谱法》,本实验经过一定改进后形成了本方法。

称取一定量纯铜样品于聚四氟乙烯烧杯中,加入硝酸加热消解后,将溶液转移至50ml塑料容量瓶,加入内标,定容摇匀。同等条件做空白。待分析。

称取相同质量的纯铜标准品,经与样品相同步骤前处理后作为基体溶液加入到标准溶液中, 再加入内标后定容。内标元素根据各元素质量数分别选择45Sc、103Rh、187Re。

在测试过程中,待测元素受干扰较为严重,因此选用基体匹配和内标校正法克服基体效应,开启碰撞气利用动能歧视原理来消除干扰。

待测元素同位素质量数选择

在测定中,从“质谱干扰”和“同位素丰度”两方面考虑选出各元素的Z佳质量数。

表1 待测元素质量数选择表

结果及讨论

??    待测元素谱图和工作曲线

按照仪器设定的工作条件对标准溶液系列进行测定,以待测元素质量浓度为横坐标,强度为纵坐标,绘制校准曲线,见表2。部分代表性元素工作曲线如下图1~图5。

表2 待测元素标准曲线浓度表

图1:Mn工作曲线

图2:zn工作曲线

图3:Ag工作曲线

图4:Cd工作曲线

图5:Pb工作曲线

??检测结果、方法检出限和精密度

以下结果是在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值,计算其平均值。根据GB/T 5121.28-2021,在该平均值范围内两个测试结果的绝对差值均未超过重复性限(r)规定,符合标准中的精密度要求。测定样品加标结果,各元素回收率均在90%~110%之间。结果见表3。

表3 样品检测结果和加标测定结果表

*:该值低于工作曲线Z低点,作为参考结果。

?结论:

采用PlasmaMS 300型电感耦合等离子体质谱仪同时测定纯铜中Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Pb、Bi等14种元素,方法简单,分析结果准确可靠,测定结果稳定,加标回收良好,适用于高纯铜中杂质元素含量的测定。

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