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      微波消解-原子熒光光譜法分析測定電池中汞

      2020-08-12 10:44:38阮履婕
      云南化工 2020年7期
      關(guān)鍵詞:原子熒光標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光

      阮履婕

      (貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊,貴州 六盤水 553004)

      汞污染是世界主要污染之一,對環(huán)境和人體均不利。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7112-1998規(guī)定經(jīng)銷電池汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)要小于0.0001%。[1]

      原子熒光光譜法作為由我國科學(xué)家獨立自主研發(fā)出來的高效儀器分析方法,目前在科研領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。和色譜技術(shù)(離子色譜或高效液相色譜)聯(lián)用更可以達到檢測無極汞、有機汞以及汞的不同形態(tài)的目的。不同于原子吸收光譜,光源與檢測器在一條直線上,原子熒光光譜為了避免光源發(fā)出的光影響檢測結(jié)果,光源和檢測器是在呈90°的兩條直線上。

      待測原子的蒸汽受到特征波長的電磁波激發(fā),部分自由電子躍遷到較高能級,并在約10-8s之內(nèi)返回低能態(tài),從而發(fā)射出特征的原子熒光光譜。

      本實驗通過原子熒光光譜法,根據(jù)測出的標(biāo)準(zhǔn)曲線對電池中的汞含量進行測定,并就燈電流強度條件進行了優(yōu)化選擇。

      1 實驗部分

      1.1 實驗儀器

      AF2-2202a行雙道原子熒光光度計(北京),配計算機處理系統(tǒng)及汞空心陰極燈;25mL比色管;

      1.2 實驗試劑

      汞標(biāo)準(zhǔn)使用液(0.01μg/mL);1% NaBH4溶液;5% HNO3溶液;500mL樣品液;純氬氣;全部由實驗室統(tǒng)一提供。實驗用水為經(jīng)過離子柱凈化的超純水。

      1.3 儀器條件

      光電倍增管負(fù)高壓:300V;原子化器溫度:200℃;原子化器高度:8mm;燈電流:10mA;載氣流量:4mL/min;屏蔽氣流量:1000mL/min。

      1.4 汞標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

      分別取 0.01μg/mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于25mL比色管中,用5% HNO3稀釋至刻度線。 得 0.4μg/L、0.6μg/L、0.8μg/L、1.0μg/L汞標(biāo)準(zhǔn)溶液。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

      儀器預(yù)熱后,由稀到濃測定標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強度(表1,圖1)。每次測量時,吸管中殘留上一次的測量溶液,因此每組第一個數(shù)據(jù)偏小或變化不大,應(yīng)將其舍去。通入載氣氬氣,可與氫氣作用產(chǎn)生氬氫焰,也可稀釋原子化器中的原子濃度,減少熒光猝滅的發(fā)生。[2]

      表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強度Tab.1 Fluorescence Intensity of Standard Solution

      圖1 汞濃度-熒光強度擬合曲線

      圖1中擬合曲線的R2=0.98909。質(zhì)量濃度為0.6μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液測出的熒光強度偏離較大,為異常點。剔除后可得圖2。

      圖2 剔除異常點后的汞濃度-熒光強度曲線

      圖2中的 R2=0.99998,汞質(zhì)量濃度在0~1.0μg/L范圍內(nèi)線性程度大大提高,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程(1)。

      2.2 樣品測量

      電池樣品的質(zhì)量為0.4523g,其熒光強度的有效平均值為101.3,見表2。根據(jù)方程(1)插值,可知樣品汞質(zhì)量濃度為 0.597μg/L,即 0.66mg/kg。

      表2 樣品檢測結(jié)果Tab.2 the Result of Sample Detection

      2.3 燈電流強度優(yōu)化

      將燈電流分別設(shè)置為10、8、5、3mA,對同一樣品進行測量,結(jié)果見圖3。

      圖3 燈電流強度-熒光強度曲線

      空白熒光強度對燈電流的R2為0.991,熒光強度對燈電流的R2為0.996,可見熒光強度與燈電流呈線性正比關(guān)系。

      3 結(jié)論

      實驗表明,電池樣品液中汞濃度為0.66mg/kg,且發(fā)射出的熒光強度與汞濃度和燈電流呈較好的線性正比關(guān)系,但當(dāng)為8mA時,熒光強度的增長有所下降,而其余三點較好地在一條直線上,而選擇燈電流為10mA時,測量結(jié)果數(shù)值偏大,噪聲或本底值偏大,因此燈電流以5mA為宜。

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