石墨爐原子吸收光譜法測定乙丙橡膠中的釩含量

黃明麗，史立英，張型蘭，龔曉光

(1.中國石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司 乙烯廠，吉林 吉林 132022)

釩是乙丙橡膠聚合反應(yīng)的催化劑之一，在反應(yīng)完成后，必須除去橡膠中的含釩雜質(zhì)，否則就會(huì)伴隨有副反應(yīng)的發(fā)生，嚴(yán)重影響乙丙橡膠的質(zhì)量，所以乙丙橡膠中的釩含量必須嚴(yán)格控制，建立相應(yīng)的分析方法，準(zhǔn)確、快速地測定乙丙橡膠中的釩含量。

乙丙橡膠中釩含量通常采用分光光度法[1]進(jìn)行測定，試樣經(jīng)高溫灰化溶解后,用分光光度法測定，在測定時(shí)需要進(jìn)行萃取，測定時(shí)間較長，所需試劑種類多，方法操作過程繁雜，誤差較大。

本文選用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行了條件優(yōu)化，建立了乙丙橡膠中釩含量的測定方法，具有較低的檢出限、良好的精密度和準(zhǔn)確度，該方法已應(yīng)用于乙丙橡膠中釩含量測定，測定結(jié)果準(zhǔn)確、快速。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

釩標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL)：國家有色金屬及電子材料分析測試中心購買；釩標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(質(zhì)量濃度為200 μg/L)：用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HNO3溶液逐級稀釋釩標(biāo)準(zhǔn)儲備液，使用時(shí)當(dāng)日配制；硝酸(HNO3)：ρ(HNO3)=1.42 g/mL，優(yōu)級純，北京化工廠；實(shí)驗(yàn)所用水為去離子水。

1.2 儀器

AA-800型原子吸收光譜儀：塞曼效應(yīng)扣背景，釩空心陰極燈，美國PE公司。

1.3 儀器工作條件

通過實(shí)驗(yàn)選定的儀器工作條件見表1和表2。

表1 儀器工作參數(shù)

表2 石墨爐升溫程序

1.4 分析方法

1.4.1 試樣處理

準(zhǔn)確稱取10 g(準(zhǔn)確至±0.000 2 g)乙丙橡膠試樣置于干燥的石英皿中，將石英皿放在電爐上用小火炭化，炭化后移入馬弗爐中于650 ℃下灰化，灰化后取出石英皿冷卻至室溫，然后加入10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HNO3，將石英皿放在電爐上小火緩慢加熱，待灰分溶解后，將溶液冷卻轉(zhuǎn)移至200 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻度待測。

1.4.2 釩標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

通過設(shè)定由自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)吸取的200 μg /L釩標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.00、5.00、10.00、15.00、20.00 μL，自動(dòng)配制成濃度分別為0、50、100、150、200 μg /L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按選好的條件測定峰面積吸光度，繪制工作曲線見圖1。

ρ(V)/(μg·L-1)圖1 釩的工作曲線

2 結(jié)果與討論

2.1 酸介質(zhì)的確定

本方法使用的酸介質(zhì)是硝酸，主要是對硝酸濃度的確定，標(biāo)準(zhǔn)液的允許酸度范圍較寬，分別選擇了0.5%～2.0%范圍內(nèi)不同的濃度，考慮到石墨管的消耗等因素，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為最佳的濃度是1%。濃度過低，測試過程和結(jié)果不穩(wěn)定，濃度過高對石墨管損傷嚴(yán)重，其它的酸介質(zhì)如鹽酸、硫酸及磷酸，效果均不如硝酸好。

2.2 加熱參數(shù)的選擇

2.2.1 干燥

為了防止過快升溫引起樣品在石墨管內(nèi)飛濺，本方法選用斜坡升溫方式[2]，起始溫度為110 ℃，保持30 s，在15 s內(nèi)升至130 ℃，為了干燥完全，在130 ℃再保持30 s。

2.2.2 灰化

在不損失待測分析元素的前提下，盡可能選用較高的灰化溫度和階梯升溫方式，更好地除去基體共存物質(zhì)，使氣相化學(xué)干擾和背景吸收干擾大幅度減小，獲得良好的分析結(jié)果[3]，本方法選擇灰化溫度為1 200 ℃。

2.2.3 原子化

要合理選擇原子化開始至原子吸收信號回到基線的這段時(shí)間間隔，時(shí)間長了會(huì)影響石墨管的使用壽命，時(shí)間短了會(huì)造成待測分析元素和基體物質(zhì)在管內(nèi)殘留聚集，本著選擇原子化溫度宜低不宜高的原則，本方法原子化溫度為2 600 ℃，原子化時(shí)間為5 s，原子吸收峰形較銳，無拖尾，背景吸收信號小。

2.2.4 石墨管的選擇及干擾的清除

本文采用了進(jìn)口石墨管，因釩屬于高溫元素，難以原子化，故采用高溫原子化[4]。為了防止石墨爐分析時(shí)會(huì)有“記憶效應(yīng)”，可采用“空燒”減少空白值，空燒過后再測空白溶液，確認(rèn)無“記憶效應(yīng)”后再測試樣溶液，這樣能確保消除“記憶效應(yīng)”的干擾[5]。本方法選擇清除溫度為2 650 ℃，清除時(shí)間為3 s。

2.3 方法檢出限

在最佳儀器工作條件下，分別測定空白樣及測試樣20次，按3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限為4.2 μg/L。

2.4 方法的精密度和準(zhǔn)確度

2.4.1 精密度實(shí)驗(yàn)

取2個(gè)試樣按實(shí)驗(yàn)方法測定試樣中的釩含量，結(jié)果見表3。由表3可知，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.3%和3.8%。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)

2.4.2 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

在試樣溶液中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收率測定，結(jié)果見表4。由表4可知，釩的回收率為90.0%～110.0%。

表4 釩的加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

2.5 對照實(shí)驗(yàn)

取3個(gè)試樣分別用本方法和分光光度法[1]進(jìn)行測定，2種方法測得結(jié)果基本一致，測定結(jié)果見表5。

表5 兩種方法比較

3 結(jié) 論

本文使用石墨爐原子吸收光譜法測定乙丙橡膠中的釩含量，采用適當(dāng)方法處理試樣，方法的靈敏度、回收率高，檢出限低，精密度好，抗干擾能力強(qiáng)，操作簡單、快速，完全可以滿足控制分析工作的需要。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 劉紹璞，朱鵬鳴，張國軒，等．金屬化學(xué)分析概論與應(yīng)用[M]．成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1985．

[2] 李安模，魏繼中．原子吸收及原子熒光光譜分析[M]．北京：科學(xué)出版社，2000．

[3] 鄧勃，何華焜．原子吸收光譜分析[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

[4] 曾可明．石墨爐原子吸收法測定水中的釩[J]．實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2008，15(1)：228-229．

[5] 季彥鋆，唐姚瑤，沈沁怡，等．石墨爐原子吸收法測定地表水中釩的方法探討[J]．環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38(5)：157-159．