鋼研納克Plasma 2000ICP光譜儀測(cè)定土壤中無(wú)機(jī)污染物--全國(guó)土壤污染狀況詳查實(shí)驗(yàn)室
2016年5月31日印發(fā)了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱(chēng)《土十條》），對(duì)今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)土壤污染防治工作做出了全面戰(zhàn)略部署。根據(jù)該計(jì)劃，土壤詳查計(jì)劃目前已經(jīng)正式開(kāi)啟，相關(guān)檢測(cè)工作相繼大規(guī)模的開(kāi)展。作為土壤詳查計(jì)劃的項(xiàng)檢測(cè)要求，土壤中無(wú)機(jī)污染物的檢測(cè)尤為重要。
依照HJ 781-2016檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，采用鋼研納克Plasma 2000型全譜電感耦合等離子體光譜儀，建立起對(duì)土壤中Be、Cr、V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sb、Pb 等元素的檢測(cè)分析方法。
表1 Plasma 2000性能指標(biāo)
指標(biāo)名稱(chēng) 性能指標(biāo)
輸出功率 800-1600W
波長(zhǎng)范圍 165-900nm
檢出限 ppb量級(jí)
1 技術(shù)亮點(diǎn)
（1） 分析速度快，同時(shí)測(cè)定土壤中所有待測(cè)元素；
（2） 優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng)，高精度的光室恒溫系統(tǒng)，保證儀器優(yōu)良的長(zhǎng)短期精度；
（3） 人性化的軟件設(shè)計(jì)，分析流程全自動(dòng)化控制，操作方便，終身免費(fèi)升級(jí)。
2 樣品前處理
稱(chēng)取0.25g土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，放置于微波消解罐中，加硝酸、鹽酸、氫氟酸、雙氧水后進(jìn)行微波消解。冷卻后取下，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯燒杯中，加入高氯酸冒煙至膠狀盡干，冷卻后加入一定量硝酸后，回溶樣品，轉(zhuǎn)移至容量瓶，加入內(nèi)標(biāo)，定容至25mL。
3 分析結(jié)果
表2分析譜線(xiàn)、檢出限及R2
元素 分析譜線(xiàn)（nm） 檢出限(μg/g) R2 GB15618-1995
一級(jí) 元素 分析譜線(xiàn)（nm） 檢出限(μg/g) R2 GB15618-1995
一級(jí)
Be 313.107 0.009 0.9999 -- Ni 231.604 1.6 1.0000 40
Co 230.786 0.81 0.9999 -- Pb 220.353 5.15 1.0000 35
Cr 267.716 0.36 1.0000 90 Sb 206.833 8.25 0.9998 --
Cu 327.396 1.30 1.0000 35 V 292.464 0.83 0.9999 --
Mn 257.610 0.061 0.9999 -- Zn 202.548 0.53 0.9999 100
表3 土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中元素測(cè)試結(jié)果(μg/g)
標(biāo)樣 GBW07404（GSS-4） GBW07405（GSS-5）
元素 認(rèn)定值 測(cè)定值 SD（n=11） RSD（n=11） 認(rèn)定值 測(cè)定值 SD（n=11） RSD（n=11）
Be 1.85±0.34 1.54 0.02 3.88 2.0±0.4 1.68 0.009 0.44
Co 22±2 20.29 1.02 3.75 12±2 10.08 0.37 2.40
Cr 370±16 367.81 14.67 3.59 118±7 112.59 0.44 0.37
Cu 40±3 43.53 2.40 4.82 144±6 141.39 1.03 0.67
Mn 1420±75 1419.00 40.41 2.81 1360±71 1334.46 13.81 1.06
Ni 64±5 64.81 2.23 3.31 40±4 39.68 0.58 1.80
Sb 6.3±1.1 -- -- -- 35±5 34.43 6.27 17.17
Pb 58±5 61.08 5.07 6.47 552±29 536.34 3.80 0.63
V 247±14 248.06 10.32 3.74 166±9 156.75 0.62 0.37
Zn 210±13 208.15 8.08 3.42 494±25 477.12 2.15 0.42
4 結(jié)論
依照HJ 781-2016檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，采用鋼研納克Plasma 2000型全譜電感耦合等離子體光譜儀測(cè)定土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品中Be、Cr、V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sb、Pb十種無(wú)機(jī)污染物元素含量。方法滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)元素的檢測(cè)范圍，檢出限遠(yuǎn)低于GB 15618-1995 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求。具有多元素同時(shí)分析、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符。檢測(cè)設(shè)備和方法滿(mǎn)足環(huán)保部《全國(guó)土壤污染狀況詳查實(shí)驗(yàn)室篩選技術(shù)規(guī)定》的要求，可在全國(guó)土壤污染狀況詳查實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用推廣。

鋼研納克Plasma 2000 ICP光譜儀測(cè)定鍍銅鱗片石墨中Cu 含量
1 前言
石墨分為鱗片石墨、人造石墨和土狀石墨，其中，鱗片石墨警惕發(fā)育比較完整，石墨化度高，抗氧化能力強(qiáng)。鍍銅石墨改善了銅-石墨之間的界面結(jié)合，復(fù)合材料燒結(jié)性能好，有高的密度與強(qiáng)度。特別是將其作為潤(rùn)滑減摩材料，不僅承載能力大幅度提高，而且潤(rùn)滑減摩性能明顯改善。鍍銅后銅含量的多少影響著鍍銅鱗片石墨的材料性能，因此銅含量的測(cè)試非常重要，本文使用全譜型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀Plasma2000對(duì)鍍銅鱗片石墨中Cu 含量進(jìn)行測(cè)試。
2 結(jié)果與討論
2.1 稱(chēng)樣量的選擇
鍍銅鱗片石墨中Cu 含量約35%左右，含量較高，因此稱(chēng)樣量不易過(guò)大，稱(chēng)樣量太小，稱(chēng)量誤差大，綜合考慮，實(shí)驗(yàn)中選用0.2g稱(chēng)樣量。
2.2 前處理實(shí)驗(yàn)
鍍銅鱗片石墨中約有百分之六十多的碳，需要先將樣品中的碳除掉，所以應(yīng)該先將樣品灰化，常規(guī)方法是將石墨置于鉑金坩堝中1000℃灼燒至碳全部灼燒完全，但本實(shí)驗(yàn)中樣品中銅含量較高，高溫下可能會(huì)和鉑金坩堝合金化而損壞鉑金坩堝，為避免這種情況，本實(shí)驗(yàn)中選用將樣品置于鎳坩堝中，650℃灼燒石墨碳，終實(shí)驗(yàn)表明碳可以被完全除掉。表1是不同前處理方式，終選擇前處理方式1：灰化，堿熔，酸回溶。
表1 前處理選擇
序號(hào) 前處理 現(xiàn)象
1 灰化，堿熔，酸回溶 溶清
2 灰化，酸溶 沉淀較多
前處理方式1樣品溶解圖解（堿熔）
前處理方式2樣品溶解圖解（酸溶）
2.3 校準(zhǔn)曲線(xiàn)
以下單位是mg/L
配線(xiàn),3mlHNO3,5mgNaOH，5mgNa2O2，定容至100ml
表2 校準(zhǔn)曲線(xiàn)配制
元素 Cu
S0 0
S1 1
S2 5
S3 7
S4 10
備注：對(duì)于高含量元素測(cè)定時(shí)，要充分考慮標(biāo)線(xiàn)與樣品基體的一致性，否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏差較大，見(jiàn)表3。
表3 不同配線(xiàn)結(jié)果對(duì)比
樣品 配線(xiàn)方式 Cu溶液中濃度mg/L Cu樣品中實(shí)際含量
1# 水標(biāo)配線(xiàn) 6.1938 30.9692
加等量堿配線(xiàn) 6.4031 32.0155
2# 水標(biāo)配線(xiàn) 7.0980 35.4900
加等量堿配線(xiàn) 7.3224 36.6118
2.4譜線(xiàn)選擇
表3譜線(xiàn)選擇（nm）
元素 儀器 Cu
譜線(xiàn) Plasma2000 327.396 324.754
2.5 儀器參數(shù)
Plasma2000：功率 1.20 KW，冷卻氣流量 13.0 L/min，輔助氣流量 0.5L/min，載氣流量 0.5 L/min，蠕動(dòng)泵泵速 20 rpm。玻璃霧化系統(tǒng)和矩管。
3分析結(jié)果
終結(jié)果客戶(hù)認(rèn)可。
表4 實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果（單位%）
樣品 儀器 Cu
1# Plasma2000 32.0155
Agilent 725 31.50
2# Plasma2000 36.6118
Agilent 725 37.25

ICP-OES法測(cè)定工業(yè)硅中B、Al、Ca、Fe、P、Ti的含量
工業(yè)硅是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電子等行業(yè)。其中雜質(zhì)含量的存在嚴(yán)重影響工業(yè)硅的品質(zhì)，如其通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來(lái)分類(lèi)。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 2881-2014 工業(yè)硅要求，對(duì)其常規(guī)元素Fe、Ca、Al及微量元素B、P、Ti做出了要求。本文采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定工業(yè)硅中雜質(zhì)，方法快捷簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于工業(yè)硅中B、Al、Ca、Fe、P、Ti的含量測(cè)定。
使用儀器：鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司 Plasma 1000 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀
Plasma 1000 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀
儀器特點(diǎn)：
優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng)，先進(jìn)的控制系統(tǒng)，保證峰位定位準(zhǔn)確，信背比優(yōu)良；
RF輸出功率的范圍750-1500W，輸出功率穩(wěn)定性小于0.1%；
測(cè)量范圍寬，超微量到常量的分析，動(dòng)態(tài)線(xiàn)性范圍5—6個(gè)數(shù)量級(jí)。
Plasma 1000工作條件
載氣流量（L/min） 輔助氣流量（L/min） 冷卻氣流量（L/min）
0.6 2 15
RF功率（W） 光柵刻線(xiàn) 蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速（rpm）
1250 3600條/mm 20
實(shí)驗(yàn)方法
稱(chēng)取一定量工業(yè)硅樣品，加入一定比例的混酸，使用微波消解儀消解。待樣品冷卻后取出，定容至100ml容量瓶待測(cè)。
分析譜線(xiàn)的選擇
表2 Plasma 1000譜線(xiàn)選擇
元素 B Al Ca
譜線(xiàn)（nm） 249.678 396.152 396.847
元素 Fe P Ti
譜線(xiàn)（nm） 238.204 213.618 336.122
標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制
B、Al、Ca、Fe、P、Ti標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心，1000μg/mL）
配制曲線(xiàn)濃度如表3 ，線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)大于0.999。
表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)濃度（μg/mL）
元素名稱(chēng) 標(biāo)準(zhǔn)1 標(biāo)準(zhǔn)2 標(biāo)準(zhǔn)2 標(biāo)準(zhǔn)3 標(biāo)準(zhǔn)4
B 0 0.1 0.5 1 5
Al 0 1 5 10 20
Ca 0 0.1 0.5 1 5
Fe 0 10 20 50 100
P 0 0.1 0.5 1 10
Ti 0 0.5 1 5 10
方法檢出限
表 3 方法檢出限（%）
元素 B Al Ca
檢出限 0.00003 0.000061 0.0003
元素 Fe P Ti
檢出限 0.000051 0.00138 0.00006
測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收率
在實(shí)際樣品中加入被測(cè)元素，其加標(biāo)回收率93.9%-114.6%為之間，滿(mǎn)足定量要求。
表4 實(shí)際樣品分析結(jié)果（%）
元素 樣品測(cè)定值 加入量 加標(biāo)測(cè)定值 加標(biāo)回收率%
B 0.0022 0.002 0.0040 93.9
Al 0.1057 0.2 0.3166 105.4
Ca 0.0253 0.05 0.0810 111.5
Fe 0.6139 0.5 1.1867 114.6
P 0.0055 0.01 0.0158 102.9
Ti 0.0455 0.05 0.0995 108.0
結(jié)論
本方法采用plasma 1000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定工業(yè)硅中B、Al、Ca、Fe、P、Ti的含量，方法檢出限為0.00003%-0.00138%之間，加標(biāo)回收率介于93.9%-114.6%之間，適用于工業(yè)硅中B、Al、Ca、Fe、P、Ti等元素的檢測(cè)。

Plasma2000測(cè)定碳化硅中的雜質(zhì)元素
關(guān)鍵詞：Plasma2000，ICP-OES，碳化硅，陶瓷，全譜瞬態(tài)直讀
前言
金剛砂又名碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽）等原料通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好，廣泛用于耐火材料、脫氧劑、電熱元件等。由于粉體的純度與其成型、燒結(jié)、加工以至產(chǎn)品終性能密切相關(guān)，因此配合粉體的制備和應(yīng)用，進(jìn)行碳化硅粉體組分分析和純度評(píng)定，是開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。隨著使用環(huán)境的苛刻要求，碳化硅的純度要求也越來(lái)越高，這就需要準(zhǔn)確測(cè)定碳化硅粉末中的雜質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)采用氫氧化鉀和硝酸鉀堿熔溶樣，使用鋼研納克生產(chǎn)的ICP-OES發(fā)射光譜儀準(zhǔn)確測(cè)定了碳化硅中的Ni、Cr、Mn、P、Si、Cu、Mo、V等元素。
儀器優(yōu)勢(shì)
Plasma 2000 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司）是一種使用方便、操作簡(jiǎn)單、測(cè)試快速的全譜ICP-OES分析儀，具有良好的分析精度和穩(wěn)定性。儀器特點(diǎn)如下：
高效固態(tài)射頻發(fā)生器，超高穩(wěn)定光源；
大面積背照式CCD芯片，寬動(dòng)態(tài)范圍；
中階梯光柵與棱鏡交叉色散結(jié)構(gòu)，體積小巧；
多元素同時(shí)分析，全譜瞬態(tài)直讀。
Plasma 2000型ICP-OES光譜儀
樣品前處理
準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1 g（精確至0.0001 g）試樣于鎳坩堝，加入1g氫氧化鉀和0.5g硝酸鉀，混勻置于馬弗爐內(nèi)，650℃恒溫反應(yīng)30min，中間取出搖動(dòng)一次，到時(shí)取出冷卻。待不再反應(yīng)后加入1mL硝酸，加熱至反應(yīng)完全冷卻，加入1mL氫氟酸，轉(zhuǎn)移定容至100mL容量瓶待測(cè)。
樣品溶解圖解
儀器參數(shù)
儀器工作參數(shù) 設(shè)定值 儀器工作參數(shù) 設(shè)定值
射頻功率／W 1200 輔助氣流速／L·min-1 0.5
冷卻氣流速／L·min-1 13.5 蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速/rpm 20
載氣流速／L·min-1 0.5 進(jìn)樣時(shí)間/s 35
樣品
未知樣品進(jìn)行測(cè)試
典型元素譜線(xiàn)
標(biāo)樣 濃度 計(jì)算值 誤差
標(biāo)準(zhǔn)1 0.005 0.0048 4%
標(biāo)準(zhǔn)2 0.01 0.0101 -1%
標(biāo)準(zhǔn)3 0.05 0.0489 2%
標(biāo)準(zhǔn)4 0.2 0.2003 0%
標(biāo)樣 濃度 計(jì)算值 誤差
標(biāo)準(zhǔn)1 0.01 0.0098 2%
標(biāo)準(zhǔn)2 0.05 0.0482 2%
標(biāo)準(zhǔn)3 0.2 0.2118 -1%
標(biāo)準(zhǔn)4 0.5 0.5173 -1%
標(biāo)樣 濃度 計(jì)算值 誤差
標(biāo)準(zhǔn)1 0.005 0.0050 0%
標(biāo)準(zhǔn)2 0.01 0.0099 1%
標(biāo)準(zhǔn)3 0.05 0.0484 3%
標(biāo)準(zhǔn)4 0.2 0.2004 0%
準(zhǔn)確度及方法回收率
元素 平均值/% 加標(biāo)量% 加標(biāo)回收率%
Al 0.0081 0.01 95.8
Ca 0.0091 0.01 106.2
Fe 0.0513 0.05 108.6
Mg 0.0040 0.01 102.3
Na 2.2522 1 97.1
精密度
元素 平均值/% σ RSD/%
Al 0.0081 0.0009 10.9214
Ca 0.0091 0.0009 9.8007
Fe 0.0513 0.0023 4.4125
Mg 0.0040 0.0002 6.2415
Na 2.2522 0.1852 8.2237
方法檢出限
在儀器工作條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法中各待測(cè)元素檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法中各待測(cè)元素的測(cè)定下限。
各元素的線(xiàn)性回歸方程和檢出限
元素 譜線(xiàn)/nm 檢出限/%
Al 396.152 0.0013
Ca 396.847 0.0006
Fe 259.940 0.0008
Mg 280.271 0.0006
Na 589.592 --*
注：*溶樣使用的KNO3中雜質(zhì)鈉含量較高，Na檢出限受溶劑影響大
結(jié)論
利用Plasma 2000光譜儀對(duì)碳化硅中元素進(jìn)行測(cè)定，檢出限在0.0006-0.0013%之間，回收率均在90%-110%之間，準(zhǔn)確性好，能夠適用于不銹鋼中元素的測(cè)定。