采用原子荧光光谱仪检测凹凸棒石中As含量的方法与流程

本发明涉及一种检测凹凸棒石中as含量的方法，尤其涉及一种采用原子荧光光谱仪测定凹凸棒石中as含量的方法。

背景技术：

凹凸棒土简称为凹凸土，凹凸棒石是其主要组分。凹凸棒土是含有特殊的纤维状晶体结构的含水富镁铝硅酸盐矿物从矿物学上来看，其属于海泡石族。由于凹凸棒土产地的地理环境较为特殊，因而拥有很多优异的性能，令其在土壤科学、材料科学、粘土矿物学、物理化学和环境工程等方面得到了较为广泛的应用。有研究表明，凹凸棒土可以通过吸附、离子交换等多种作用有效吸附重金属离子，且凹凸棒土与其它吸附剂如活性炭等相比价格更低，因此当前已被广泛用于环境保护、水体净化、食品添加剂、土壤改良剂等。

as元素无论是对人体还是环境均有很强的毒性，属于在行业内禁止存在的有毒元素之一，因此需要在使用凹凸棒石时测定这种有毒金属离子的含量，保证使用的安全无毒性。关于as的测定方法，在《凹凸棒石棒晶束解离及其纳米功能复合材料》论著当中，凹凸棒石的as元素检测使用原子吸收光谱法测定，但由于原子吸收光谱法测定as的波长为193nm，处在原子吸收光谱波长范围（190~900nm）的边缘，能量极不稳定，不能充分原子化，导致测试结果不稳定。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中测定凹凸棒石中as元素存在的问题，提供一种稳定、快速、准确可靠的测定凹凸棒石中as元素含量的方法。

1、凹凸棒石中as含量的测定

（1）绘制标准曲线：制备多个不同浓度的as标准溶液，采用原子荧光光谱仪检分别检测各标准溶液的荧光强度，根据所测得的数据，绘制as含量与荧光强度的标准曲线；

采用原子荧光光谱仪对不同浓度as标准溶液分别检测：检测条件：灯电流80ma，负高压270，原子化器高度8mm，载气700ml/min，读数时间20s，延迟时间5s。

根据所测得的数据绘制as含量的标准曲线为：y=92.794x+3.0701，r²=0.9986，其中y为as溶液的荧光强度，x为as浓度，单位ug/l；

（2）配制样品溶液：称取样品0.5000g，置于微波消解罐中，然后加入5~10ml优级纯盐酸，再加入1~5ml氢氟酸，进行微波消解。微波消解条件：爬升温度120~190℃，爬升时间：5~15min，功率：600~800w；微波消解结束后，将消解罐放置于赶酸器上，再加入3~5ml高氯酸，在120~150℃条件下进行赶酸，赶至消解罐内约剩0.5~1ml溶液时，加入2.5ml优级纯盐酸，冷却至室温后加入2.5ml5%硫脲-抗坏血酸溶液，用超纯水定容至25ml容量瓶中，摇匀，放置30min，得到待测样品溶液；

（3）用步骤（2）的方法配制样品空白溶液；

（4）采用原子荧光光谱仪分别测得样品溶液及样品空白溶液的as荧光强度值，扣除空白样品溶液的荧光强度值，并与标准曲线对比，即得到样品中as的含量。

采用原子荧光光谱仪的检测方法：选择as空心阴极灯为光源，以5%硼氢化钾-氢氧化钠溶液为还原剂，在10%盐酸溶液的条件下进行检测；测定参数为：灯电流80ma，负高压270，原子化器高度8mm，载气700ml/min，读数时间20s，延迟时间5s。

2、重复性测定

取凹凸棒石称取7份，各0.5000±0.01g，精密称定，按照样品前处理方法进行处理，测定结果如表1：

根据实验结果计算得：样品的as含量的平均值为：312.8ug/kg，rsd=0.26%

3、加标回收率测定

为了检验该分析方法的稳定性，称取7份凹凸棒石，分别在前处理时加入10ml10ppb的as标准溶液，经过7次平行测定，得到as元素的加标回收率：测定结果见表2：

本发明的实验原理为：凹凸棒石中的as经硫脲还原后，五价as完全还原成三价as，利用还原反应来生产这些元素的氢化物气态组分氢化as；采用硼氢化钾进行氢化反应，其反应原理如下：

as⁵⁺+kbh4+h2o+hcl→kcl+h2bo3+h3as+h2

气态氢化物的热稳定性较差，原子荧光光谱仪利用氩气作为载气，将气态氢化物和过量氢气与载气混合后，导入加热的原子化装置，氢气和氩气在特质火焰装置中燃烧加热，氢化物受热以后迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，利用激发光源照射一定浓度的as原子蒸气后，基态原子跃迁到激发态后回到较低能态或者基态时会发出原子荧光，通过测定原子荧光即可得as在凹凸棒中的含量。

本发明相对现有技术具有以下优点：本发明应用原子荧光法测定凹凸棒石中的as，根据凹凸棒石样品中as元素含量的范围确定了as线性范围和标准曲线，并进行了加标回收实验，对该方法的稳定性、精密度和重复性进行了验证和考察，建立的含量测定方法可实现凹凸棒石中as的定量测定，克服了传统消解方法的不确定性，更加规范了反应条件，提高了测定方法的稳定性和重现性，本发明所述方法的精密度高，重现性好，达到了发明的目的。

附图说明

图1为不同浓度as溶液的标准曲线。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明检测凹凸棒石中as含量的的方法作进一步说明。

1.实验前准备

1.1试剂

10ppmas标准溶液（gnm-m043795），国家有色金属及电子材料分析测试中心；浓盐酸（优级纯），硝酸（优级纯），高氯酸（优级纯），氢氧化钠（分析纯），硼氢化钾（分析纯），氢氧化钠（分析纯），硫脲（分析纯），抗坏血酸（分析纯），超纯水（18.2mω）

1.2仪器与参数

afs-8500（北京海光仪器），as空心阴极灯（北京海光仪器），微波消解仪（美国cem），电子天平（赛多利斯）

1.3实验溶液的制备

1.3.15%硫脲和5%抗坏血酸混合溶液的配制：称取5g硫脲和5g抗坏血酸，溶于超纯水，溶解后加超纯水定容止100ml。

1.3.2还原剂的配制：称取2.5g氢氧化钠溶于超纯水，溶解后加入10g硼氢化钾，加超纯水稀释至500ml。

1.3.3标准空白溶液的制备：吸取10ml5%硫脲-抗坏血酸混合溶液置于100ml容量瓶中，用5%盐酸定容成标准空白使用液。

1.3.4载流溶液的配制：先向一个500ml的烧杯中加入200ml的超纯水，再向烧杯中慢慢加入50ml浓盐酸，最后加入超纯水至1000ml，即得。

1.3.5100ppbas标准溶液的制备：用移液管取10ppmas标准溶液1ml至100ml容量瓶，用超纯水定容，得到浓度为100ppb标准储备液，待用。

1.4样品处理：从不同矿点取凹凸棒石，再经四分取样法，粉碎后过200目筛，得到粉末状凹凸棒石样品。准确称取样品0.5000g，置于50ml的微波消解罐中，然后加入5~10ml优级纯盐酸，再加入1~5ml氢氟酸，进行微波消解。微波消解仪工作条件：爬升温度120-190℃，爬升时间：5-15min，功率：600-800w。微波消解结束后，将消解罐放置于赶酸器上，再加入3-5ml高氯酸，在120-150℃条件下进行赶酸，赶至消解罐内约剩0.5-1ml溶液时，加入2.5ml优级纯盐酸，冷却至室温后，加入2.5ml5%硫脲-抗坏血酸溶液，用超纯水定容至25ml容量瓶中，摇匀，放置30min，得到待测溶液。按同样的方法配制样品空白溶液。

1.5标准曲线的绘制：分别吸取100ug/l的as标准溶液0.0ml，1.0ml，2.0ml，5.0ml，8.0ml，10.0ml于100ml容量瓶中，分别加入10ml浓盐酸和10ml5%的硫脲-抗坏血酸溶液，用超纯水定容至100ml，摇匀，即得多个不同浓度的as标准溶液；

2.样品测试

2.1测定条件：采用的原子荧光光谱仪检测：参数为：灯电流80ma，负高压270，原子化器高度8mm，载气700ml/min，读数时间20s，延迟时间5s。

2.2测定方法：选择as空心阴极灯为光源，以5%硼氢化钠-氢氧化钾溶液为还原剂，在10%盐酸溶液的条件下进行反应，分别测定标准品及样品的吸收值，均扣除同步操作的空白样品值，按照标准曲线法计算样品中as的含量。

2.3精密度测定

精密吸取5ug/l的as标准溶液，在上述仪器工作条件下平行进样11次，测得荧光强度，计算相对标准偏差，as标准溶液荧光强度值rsd为1.4%，说明，仪器精密度良好。

2.4分别测定待测样品及空白样品的as荧光强度，扣除空白样品荧光强度，按照标准曲线法计算样品中as的含量。

2.5测定结果：测得as含量为312.8ug/kg。