• <li id="ccaac"></li>
  • <table id="ccaac"><rt id="ccaac"></rt></table>
  • <td id="ccaac"></td>
  • <td id="ccaac"></td>
  • 關注公眾號

    關注公眾號

    手機掃碼查看

    手機查看

    喜歡作者

    打賞方式

    微信支付微信支付
    支付寶支付支付寶支付
    ×

    光譜儀測定案例--ICP-AES內標法測定分子篩的組成

    2022.3.23

    分子篩作為催化劑或載體在石油化工領域得到 廣泛應用,硅鋁比是確定分子篩性能的重要參數之 一,雜質元素影響著分子篩的催化性能,分析分子篩 組分的經典的方法為,重量法測定硅,容量法測定 鋁,原子吸收分光光度法測定鈉、鉀、鐵等元素,雖然 該方法準確度高,但實驗周期長,給科研工作中常規 組分分析帶來諸多不便.有關文獻[1?3]已介紹了 分子篩中Si、AI含量的分析方法,對含硅樣品中金 屬元素含量的分析方法也有報道“?5】,但一般僅研 究硅以外的主要金屬元素含量,或作為雜質的微量 分析,對于分子篩樣品也有釆用熔融法分解樣 品["],此方法或不能測定某些元素,或制樣過程復 雜.為了及時了解分子篩的結構和使用性能,需要快 速而準確地測定分子篩中各種元素的含量,本文根 據已有的報道研究使用HNOs-HF混合酸密閉溶 樣,用H3BO3配合廠后叫釆用ICP-AES儀測定 Al、Ca、Fe、Mg、Na、K、Si、Zn等元素的含量,對分子 篩組成進行全組分分析?在HNO3-HF-H3BO3溶樣 體系中,基體濃度較高,測定AI、Ca、Fe、Mg、Na、K、 Zn元素時,釆用內標法消除基體效應;測定Si時, 釆用基體匹配法消除基體效應?與經典方法比較,釆 用本研究分析方法,對分子篩樣品進行化學組分全 分析結果準確可靠符合分析要求■
    1實驗部分
    11儀器、試劑規格及測試條件
    儀器:PS~6型電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP- AES),美國BARID公司制造;100 mL壓力溶彈, 由北京石油化工科學研究院生產.
    試劑規格:研究中所用的HNO3.HF.H3BO3 均為分析純,配置標準溶液的各元素均用光譜純的 鹽或金屬.
    測試條件:見表1、表2.
    1.2標準溶液制備[刃
    1.2.1標準儲備溶液
    各元素均用光譜純的鹽或金屬配制成1 000 mg/L的標準儲備液.(制備方法按ICP-AES法常 用方法).
    1.2.2工作標準溶液
    A1等為混合標準,濃度為0. 2、0?5、2?0.5.0.20. 0、50.0 mg/L,酸度為2. 5% HNO3?(根據分析 液濃度舍去低點或高點).
    Si為單標準,濃度為2、5、20、50、100 mg/L,每 100 mL溶液內含10 mL H3BO3飽和水溶液.
    1.3樣品制備
    準確稱取0. 2 g已于飽和氯化鉉水溶液干燥器 中放置了 3 d的分子篩,精確至0. 000 1 g,置于壓 力溶彈的聚四氟乙烯內杯中,移入5 mLl :?1(V:?V)HNO3和1 mL HF,搖勻,裝入壓力溶彈中,密閉 之,放入100 °C烘箱,恒溫2 h.冷卻后,打開壓力溶 彈,移入10 mL飽和H3BO3溶液,用去離子水定容 100 mL.測Si溶液再稀釋10倍,同時每100 mL溶 液中補加10 mL H3BO3飽和水溶液.
    2.結果與討論
    2.1溶樣條件試驗
    對于分子篩試樣,采用h2so4-hf.hcio4-hf 敞口分解試樣時,試液不能進行Si的測定,而用堿 熔融法,不適合Na、K等元素的測定.本實驗采用密 閉溶樣技術.實驗表明,在本方法稱樣量附近,加入 1 mL HF、5 mL 1 :?1 (V :?V)HNO3,就能取得很好 的溶解效果,試樣被完全分解.由于試液中含有 HF,為消除F-對容器和儀器進樣系統的腐蝕,必須 加入過量的H3BO3使其轉化成穩定的BFj,消除 其對以后分析的影響.
    2.?2基體最小化
    氫氟酸對容量瓶的腐蝕,產生空白干擾,直接表 現為被測液中Na.Al.Si等元素偏高,考慮到ICP- AES法分析基體最小化原則,本實驗對溶樣空白液 進行研究,在100 mL去離子水溶液中,固定HF(1 mL)、HNO3(2. 5 mL),改變H3BO3加入量,通過觀 察空白中Na.Al.Si濃度的變化(見圖1),兼顧基體 最小化和干擾最小化,最終選定加入量為10 mL H3BO3飽和水溶液.
    2.3硼基體的干擾考察
    釆用HNO3-HF密閉溶樣后,加入H3BO3配合 F■的溶解方法,勢必影響試液的物理、化學性能,可 能產生光譜干擾和基體干擾.用ICP-AES儀,在同 條件下,對每100 mL水中含1 mL HF、2. 5 mL HNO3 JO mL飽和H3BO3的基體溶液、2,、5% HNO3溶液和2 mg/L標準溶液進行發射光強度測 定(見表3),并對基體溶液進行多色儀掃描測定.結 果表明,硼基體未產生明顯的光譜干擾.
    在上述硼基體中進行追加標準試驗(見表4), 結果顯示加標元素的回收率一般在94%左右,這表 明硼的引入的確產生了基體效應.
    2.4內標法消除基體干擾
    在ICP中,基體的存在不外乎從兩方面來改變分析信號強度,即分析粒子的表觀密度的變化和 ICP激發能力的變化.基體效應一方面是由于基體 的存在,改變了電子、基體原子和被測粒子的密度, 從而改變分析粒子的電子碰撞和原子碰撞激發,改 變激發幾率,使發射強度增強或降低;另一方面,基 體的存在改變分析溶液的粘度和表面張力等物理性 能,降低傳輸速率,從而降低分析信號強度.因此,完 全消除基體效應,分析線對電離能和原子或離子半 徑必須相匹配,此條件在多元素同時分析中一般難 以滿足.
    由于溶液的霧化率和產生的氣溶膠粒子的性質 只與溶液的性質有關,基體對溶液中各元素傳輸效 率的影響是一致的,因而溶液中任一元素都可以作 為內標元素來校正霧化過程的影響.同時硼基體未 產生連續輻射背景,不必強求內標線與分析線盡可 能接近,因此,本試驗釆用外加Cd元素作為全分析 內標,從表4可以看出,基體對Cd的效應同其他分 析元素基本一致經Cd內標校正后,大多數元素的 回收率在98%?103%之間,基本符合全分析要求.
    2.5樣品分析結果對比
    內標法是基于測定分析線與內標線的強度比值 來計算分析元素濃度的方法.在ICP-AES中分析元 素和內標元素的濃度比值與其光強度比成正比關 系:
    Ca/Cr?=虹 Ia/7r (1)
    因內標元素濃度恒定,可視為常數,式(1)可轉換為:
    CA=kIA/IR?(2)
    式中k為正比系數,式(2)為內標定量的依據.
    由于基體干擾的百分數與分析元素的濃度無 關,內標法適合于不同濃度的分析溶液.本試驗釆用 工作曲線法測定,再內標校正,式(2)可改寫成:
    Ca-KzCZa (3)
    式中Ca為分析元素濃度,C'a為基體存在時分析 元素濃度,K'為校正因子.
    為了考察方法的準確性,使用本方法和常規方 法對各種型號分子篩進行分析測定(見表5),所得 結果表明,絕大部分元素兩種方法測定結果基本相 當.3結論
    (1)?本文通過對HN03-HF密閉溶樣,加入 h3bo3消除空白干擾,硼元素的基體效應用內標法 加以克服.
    (2)?對比試驗表明,釆用密閉溶樣處理和ICP- AES內標法對分子篩的化學組分進行全分析,結果 準確、可靠,符合分析要求.
    (3)?釆用本文研究的方法對雜原子分子篩以及 金屬氧化物修飾的分子篩的組成分析具有應用價 值.
    Table?1?Analytical parameters of ICP-AES

    入射功率(kW)

    反射功率(W)

    冷卻氣(L/min)

    載氣(L./min)

    等離子氣(L/min)

    觀察高度(mm)

    進樣速度(mL/min)

    L 1

    <10

    10

    0. 6

    0. 9

    15

    2. 5

    ?

    2等離子體原子發射光譜儀元素測定波長


    Table?2?Analytical wavelength of ICP-AES for element determination

    (nm)


    A1

    Ca

    Cd Fe K Mg Na Si

    Zn

    308. 21

    393. 37

    226.50 259.94 766.49 279.55 589.59 251.61

    213. 86


    .
    ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1空白干擾變化圖
    Fig.?1?Elimination of blank interference by adding saturated boric acid
    3不同基體和標準液發射強度比較
    Table?3?Dnission intensity of different matrices and standard solutions

    元素

    2.5% HNO3

    基體溶液

    2 mg/L標準

    Al

    151

    152

    223

    Ca

    133

    189

    3 057

    Cd

    33

    33

    633

    Fe

    62

    68

    798

    K

    41

    41

    23

    Mg

    10

    21

    3 021

    Na

    148

    150

    179

    Zn

    30

    35

    878

    4?一些元素回收率的比較
    Table?4?Recovery tests of some elements

    元素

    追加標準

    直接法

    內標法



    測定值(mg/L)

    回收率〈%)

    測定值(mg/L)

    回收率〈%)



    Al

    5.00

    4. 78

    95.6

    5. 12

    102.4

    Ca

    5. 00

    4. 85

    97.0

    5. 14

    102.8

    Fe

    5. 00

    4.72

    94.4

    5.10

    102.0

    K

    5.00

    4. 80

    96.0

    5. 08

    101.6

    Mg

    5.00

    4. 67

    93.4

    5. 03

    100.6

    Na

    5. 00

    4.47

    89.4

    4. 74

    94.8

    Zn

    5.00

    4. 71

    94.2

    5. 09

    101.8

    ?

    基體:每 100 mL 溶液含 1 mL HF、2. 5 mL HN03、10 mL 飽和 H3BO3.
    5試驗數據對照
    Table?5?Anatytical results of typical molecular sieves by different methods?(wt/%)

    訂義 -

    ZSM 5


    P■分子篩

    絲光沸石




    ICP-AES 法

    經典法

    ICP-AES 法

    經典法

    ICP-AES 法

    經典法

    A1

    1.68

    1.63

    4.13

    4. 05

    4.52

    4.49

    Ca

    0. 03

    0. 03

    0.12

    0. 11

    0. 26

    0. 25

    Fe

    0. 06

    0. 06

    0.16

    0.17

    0. 31

    0. 30

    K

    0.02

    0.02

    0. 08

    0. 07

    3. 83

    3. 74

    Mg

    0. 02

    0. 02

    0. 08

    0. 08

    0. 08

    0. 09

    Na

    0. 05

    0. 04

    0.56

    0.52

    1.44

    1.40

    Si

    41. 86

    41.03

    36. 52

    36.59

    31.52

    30. 95

    Zn

    0. 04

    0. 03

    0. 06

    0. 06

    0. 10

    0. 11


    推薦
    關閉
  • <li id="ccaac"></li>
  • <table id="ccaac"><rt id="ccaac"></rt></table>
  • <td id="ccaac"></td>
  • <td id="ccaac"></td>
  • 床戏视频