如何選擇合適的ICP-OES
用戶可以根據(jù)分析對象選擇適合自己的觀測方式的ICP類型:
高分辨單掃描：plasma1000(適合需要高分辨的鎢鉬鉭鈮、稀土等基體復雜分析)
全譜徑向直讀：plasma2000(適合地質(zhì)、冶金等基體復雜物質(zhì)分析）
全譜雙向觀測：plasma3000(適合地質(zhì)、冶金分析及環(huán)保、水質(zhì)等低含量分析）
根據(jù)進樣類型配置不同附件：
MEINHARD同心霧化器、氫化物發(fā)生器、有機進樣系統(tǒng)、耐高鹽、耐氫氟酸系統(tǒng)
選擇ICP-OES分析前提:
1、樣品的含量應該符合其檢測靈敏度要求（含量一般為μg/mL、μg/L級別）；
2、樣品前處理徹底和穩(wěn)定；
3、干擾性小，并能利用方法排除；
4、方法各種參數(shù)的選擇和優(yōu)化；
5、進行正確性和精密性等試驗.

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定廢棄稀土熒光粉中的鉛、鎘、汞
摘要：研究了利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定廢棄稀土熒光粉中Pb、Cd、Hg的含量。考察了共存元素的干擾情況，選定了各元素分析譜線。結果表明，各元素高、低含量的回收率在83 %~99%之間；鉛（w/%）的測量范圍為0.0001%～5%；鎘（w/%）為0.0001%～5%；汞（w/%）為0.01～1%。
關鍵詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；廢棄稀土熒光粉；鉛；鎘；汞
近年來我國稀土發(fā)光材料等典型稀土產(chǎn)品的報廢量日益增加，僅2010年我國廢棄稀土熒光粉產(chǎn)生量就達8000噸，利用潛力巨大，一些家電回收和環(huán)保企業(yè)已建立一些回收利用生產(chǎn)線。就廢棄稀土熒光粉的來源而言，目前主要是廢棄熒光燈和廢棄陰極射線管器熒光粉兩大類。其可能含有的稀土元素、其他化學元素以及回收過程可能引入的部分雜質(zhì)元素，總數(shù)可達到十幾種。尤其是廢棄熒光燈中通?；煊泄U元素，廢棄顯示器熒光粉中可能混有鎘、鉛元素，一旦廢棄處置不當，極易造成環(huán)境污染，而且也會給循環(huán)利用帶來諸多問題。建立針對熒光粉廢料中上述幾種重金屬元素的分析方法標準，將為判斷廢棄熒光粉的環(huán)境影響、制定相應的處理處置工藝和循環(huán)利用技術路線提供可靠依據(jù)。
鋼研納克公司生產(chǎn)的高分辨率順序掃描型plasma-1000型ICP-AES光譜儀具有靈敏度高、檢出限低、多元素同時測定的特點，本文利用該儀器成功測定了廢棄稀土中的Pb、Cd、Hg，為已經(jīng)發(fā)布的ICP-AES法測定廢棄稀土熒光粉中的Pb、Cd、Hg標準奠定了基礎。
1 實驗部分
1.1儀器及主要參數(shù)
儀器：Plasma 1000(鋼研納克檢測技術有限公司)；主要參數(shù)：RF功率：1.2kW；冷卻氣流量：14 L/min；輔助氣流量：1.2 L/min；載氣流量：0.7L/min；觀測高度：11mm。
1.2 試劑
鹽酸（優(yōu)級純）；水為二次去離子水。
1.3 校準曲線的配制
在7個100mL容量瓶中，分別加入釔基體溶液，然后分別按表1加入Pb、Cd、Hg的標準溶液（分別為1μg/mL，10μg/mL，100μg/mL），形成系列校準溶液。
表1 校準曲線的配制
加標量/ml
元素 標準1 標準2 標準3 標準4 標準5 標準6
Pb 0 1 3 5 8 10
Cd 0 1 3 5 8 10
Hg 0 1 3 5 8 10
1.4 試樣溶液的制備
1.4.1 將試料混合均勻，以保證試料的均勻性。
1.4.2 根據(jù)廢棄稀土熒光粉中Pb、Cd、Hg的含量稱樣0.1～1.0g，加酸溶解并稀釋至相應體積的容量瓶中。
2 結果與討論
2.1 分析線波長的選擇
對被測元素的多條譜線進行了考察，通過繪制系列標準的輪廓圖和校準曲線，分析各條譜線受稀土元素的干擾情況、校準曲線的相關系數(shù)、信噪比和譜線強度等，分別選擇了Pb220.353、Cd226.502、Cd228.802、Hg184.887等干擾小、靈敏度適中的分析譜線。
2.2 共存元素干擾情況
實驗結果表明，在選定的分析線波長下，50μg/mL的每一共存元素對各被測元素產(chǎn)生的干擾量均小于0.10μg/mL。因此，可視為共存元素對被測元素無干擾，具體結果見表2。
表2 共存元素對Pb、Cd、Hg測定時的干擾量
被測元素及譜線 對各待測元素的干擾量（μg/mL）
Ba Zn Fe Ca Mg Mn Ni La Ce
Pb220.353 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Cd226.502 0.0015 0.0023 0.0096 0.0041 0.0018 0.0023 0 0.0015 0.0019
Cd228.802 0 0 0 0.0044 0.0016 0.0007 0 0 0
Hg184.887 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1
被測元素及譜線 對各待測元素的干擾量
Tb Dy Y Gd Eu Al Pb Cd Hg
Pb220.353 0 0.052 0 0 0 0 - 0 0
Cd226.502 0.0012 0 0.0012 0.001 0 0.00021 0.0015 - 0.0012
Cd228.802 0.004 0 0 0 0 0 0 - 0.00033
Hg184.887 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 -
2.3儀器功率的選擇
為了考察功率對測定的影響，在功率為1000W、1100W、1200W、1300W和1400W時對各實際樣品進行測定，由于各譜線的發(fā)射強度隨著功率的提高變化不大，故本方法選擇儀器的功率為1200W。
2.4 加標回收率實驗
于本方法要求的上、下限附近，在選定的測定條件下完成Pb、Cd、Hg的加標回收試驗，回收率結果見表3。由表可見，各元素回收率在83%~99%之間，滿足檢測需要。
表3 回收率試驗
元素 加入量/（μg/mL） 回收率/% 加入量/（mg/mL） 回收率/%
Pb 0.01 85.2 0.5 96.5
Cd 0.01 94.5 0.5 98.9
Hg 0.1 83.5 0.1 96.8
2.5對照實驗
在選定的測定條件下，將各樣品的測定結果與采用其他方法得到的測定結果進行對照，結果基本一致，見表4。
表4 對照試驗
樣品 方法/參考值 含量w/%
Pb Cd Hg
1# 本法 0.00062 0.0010 0.0030
參考值 0.00054 0.00092 0.0025
2# 本法 0.052 0.078 0.029
參考值 0.052 0.075 0.024
3# 本法 1.26 1.83 0.14
參考值 1.25 1.85 0.12
3 結論
采用Plasma1000型等離子發(fā)射光譜儀測定了廢棄稀土熒光粉中鉛、鎘、汞量，加標回收率在83~99%之間，實際樣品測定結果與參考值一致，表明本法靈敏度高、結果準確性好、線性范圍寬，因此可用來快速測定廢棄稀土熒光粉中Pb、Cd、Hg的含量，本實驗工作也為國家標準方法的研制奠定了基礎。

金屬鑭中鈰、鐠、釹、鏑的ICP-AES法測定與譜線選擇
根據(jù)GB/T 15677-2010 金屬鑭的產(chǎn)品標準，不同的牌號金屬鑭（14030,14025,14020）的稀土雜質(zhì)分別不得多于0.1%，0.5%，1%。因此需要對金屬鑭中的稀土雜質(zhì)元素進行定量分析。由于稀土元素之間的光譜干擾比較嚴重，因此選擇合適的譜線則尤為重要。本文通過對plasma 1000/2000軸向觀測和安捷倫700系列的儀器進行比較，選擇合適的分析儀器，合適的分析譜線，及測定其檢出限及檢測下限。
1 實驗部分
1.1 儀器參數(shù)及試劑
本次試驗采用plasma 1000/2000水平/安捷倫700系列對樣品進行試驗 ，儀器工作參數(shù)見表1-表3.
表1 plasma 2000（水平）測定參數(shù)
工作條件 參數(shù)
冷卻氣流量L/min 15
輔助氣流量L/min 0.5
載氣流量L/min 0.7
射頻功率W 1250
曝光時間s 8
觀測方向 軸向
氬氣純度 >99.999%
表2 plasma 1000儀器測定參數(shù)
工作條件 參數(shù)
冷卻氣流量L/min 18
輔助氣流量L/min 0.5
載氣流量L/min 0.7
射頻功率W 1200
觀測方向 徑向
氬氣純度 >99.999%
表3 安捷倫700系列測定參數(shù)
工作條件 參數(shù)
冷卻氣流量L/min 15
輔助氣流量L/min 1.5
載氣流量L/min 0.7
射頻功率W 1200
觀測方向 徑向
氬氣純度 >99.999%
1.2 樣品處理
稱取1g樣品，緩慢滴入10ml鹽酸，溶解樣品，而后補加10ml鹽酸，放在加熱板上加熱20min。
La基體溶解：稱取10g氧化鑭（La/REO>99.999%）于250ml燒杯中，加入10ml水，緩慢滴入鹽酸（反應較為劇烈，滴入時小心）。直至反應完全，放在加熱板上加熱20min，冷卻后轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中，定容搖勻。此溶液1ml中含有0.1g氧化鑭。
2 結果與討論
2.1 分析譜線的選擇
稀土元素的譜線較為復雜，因此譜線選擇尤其重要。譜線選擇的時候，需要充分考慮譜線間的干擾。Plasma 1000的譜線圖見圖1-圖9。其中左邊的圖為Plasma 1000譜圖，中間為Plasma 2000譜圖，右邊譜圖為安捷倫700系列譜圖。通過比較三種儀器的分析譜圖發(fā)現(xiàn)，plasma1000的分辨率相對較好，優(yōu)于plasma 2000及安捷倫700系列。因此選用plasma 1000測定以下元素。同時三種儀器的可選的分析譜線見表4。
表4 譜線選擇（紅色為推薦譜線）
元素 Plasma1000譜線 Plasma2000(水平)譜線 安捷倫700系列
Ce 413.380/399.924/418.659/446.021 413.380/418.660 446.021/418.659
Nd 406.109/401.225/430.357 --- 430.357
Pr 400.869 --- 400.869
Dy 353.170 353.170 340.780/353.171
圖1 鑭基體中Ce413.380峰型圖
圖2 鑭基體中Ce399.924峰型圖
圖3 鑭基體中Ce446.021峰型圖
圖4 鑭基體中Ce418.659峰型圖
圖5 鑭基體中Pr400.869
圖6 鑭基體中Nd406.109
圖7 鑭基體中Nd401.225
圖8 鑭基體中Nd430.357
圖9 鑭基體中Dy353.170
2.2 實際樣品的測定
2.2.1溶液系列的配置
取4個100 mL容量瓶，分別加入各待測元素的標準溶液，補加10 mL鹽酸，定容，搖勻。此標準溶液系列中各元素質(zhì)量濃度相當于樣品中各元素含量見表5。實際樣品按照本文方法進行分析。
表5 標準溶液系列中各元素含量 %
元素 Ce Pr Nd Dy
空白 La基體+0 La基體+0 La基體+0 La基體+0
標準1 La基體+0.005 La基體+0.005 La基體+0.005 La基體+0.005
標準2 La基體+0.01 La基體+0.01 La基體+0.01 La基體+0.01
標準3 La基體+0.05 La基體+0.05 La基體+0.05 La基體+0.05
2.2.2校準曲線和檢出限
測定plasma1000的檢出限及測定下限。按照儀器設定的工作條件對標準溶液系列進行測定。在儀器工作條件下對標準溶液系列的空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍標準偏差計算方法中各待測元素檢出限，以30倍標準偏差計算方法中各待測元素的測定下限，結果見表5。
表5線性回歸方程和檢出限
元素 線性范圍
/(%) 線性回歸方程 相關系數(shù) 檢出限
/(%) 測定下限
(%)
Ce 0.005-0.05 Y=677070x+683.59 0.9999 0.0003 0.003
Pr 0.005-0.05 Y=267204x-147.57 0.9999 0.0009 0.009
Nd 0.005-0.05 Y=819298x+1793 0.9999 0.0003 0.003
Dy 0.005-0.05 Y=5125968x-1109.7 0.9999 0.0003 0.003
2.2.3 測定結果
實際樣品按照本文方法進行分析，其結果見表6.
表6 實際樣品分析結果 %
元素 ICP-AES
Ce 0.0422
Pr 0.0034
Nd 0.0078
Dy <0.001
3 結論
本文通過對plasma 1000/2000軸向觀測和安捷倫700系列的儀器進行比較，選擇合適的分析儀器，認為plasma1000的分辨率相對較好，優(yōu)于plasma 2000及安捷倫700系列合適的分析譜線， plasma 1000的測定下限在0.003%-0.009%之間。可以為金屬鑭中的稀土元素檢測提供依據(jù)。

如何制定分析方案
1)確定樣品是否適合ICP-OES分析
ICP-OES并非萬能，主要以常量和微量分析為主，在沒有基體干擾的情況下，樣品溶液中元素的含量一般不應該小于5倍檢出限，在有基體干擾的情況下，樣品溶液中元素的含量一般不應該小于25倍檢出限。
2)、確定樣品分解方法（溶樣方法）
盡量不用H2SO4和H3PO4
如果用HF酸的話，一定要趕盡，以避免損壞霧化器和影響B(tài)、Na、Si、Al等元素的測定。也可選擇相對昂貴的耐氫氟酸進樣系統(tǒng)。
盡可能用HNO3，HCl或H2O2分解樣品
3)、配制工作曲線（混合標準）
溶液之間相差5-10倍
一般用2-6點
避免兩個常見錯誤：
A、所有元素的濃度都一致，這樣省事，但不科學，應該根據(jù)不同元素的濃度范圍，制定其相應的標準溶液濃度。
B、標準曲線點與點之間相隔太近，如2，4，6，8…,完全沒必要。
4）、樣品準備
樣品必須消解徹底，不能有渾濁，否則必須先用濾紙過濾，但不要抽濾
對于標準霧化器，樣品溶液中固溶物含量要求≤1.0%