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董敏芝, 赵收创

摘　要:采用原子吸收光谱技术,测定金属硅中的杂质铜、锰、镍，研究了干扰及其消除方法。铜、锰、镍检出限分别为0.009，0.008和0.033mg/L，相对标准偏差小于1.5%。加标回收率95.1%～104.1%。方法简便、快速。

关键词：原子吸收光谱法；铜；锰；镍；金属硅

    我国现行的国家标准方法中规定了工业硅化学成分有Si，Al，Fe，Ca及其相应的检测方法；硅含量是以100%减去规定分析成分的Al，Fe，Ca含量之和来确定的。但是，有文献中仅仅规定了杂质Al，Fe，Ca的分析方法。随着我国加入WTO，关税壁垒不断削弱，技术壁垒不断增加，以及随着金属硅在电子、化工等方面的应用不断推广，均对金属硅的杂质检测提出更多的项目要求。本文主要应用现代常规的原子吸收分析技术解决金属硅中Cu，Mn，Ni杂质的测定，方法简便，结果准确。

1　实验部分

1·1　主要仪器、工作条件和试剂

    Solaar M6原子吸收光谱仪(Unican Ltd);铜、锰、镍空心阴极灯,D2氘灯。

    Cu标准储备液:1000μg/mL,称取1·0000g

    金属铜(99·99%)于250mL烧杯中,加入50mL硝酸(1+1),加热溶解,煮沸驱除氮的氧化物,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀;

    Mn标准储备液:1000μg/mL,称取1·0000g;

    金属锰(99·9%)于250mL烧杯中,用少量硝酸(1+1)溶解,煮沸驱除氮的氧化物,移入1000mL容量瓶中,以1%硝酸稀释至刻度,混匀;

    Ni标准储备液:1000μg/mL,称取1·0000g金属镍(99·99%)于250mL烧杯中,加入50mL硝酸(1+1),加热溶解,煮沸驱除氮的氧化物,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀;

    混合标准工作溶液:分别准确移取10mLCu,Mn,Ni标准储备液于200mL容量瓶中,以1%硝酸稀释至刻度,混匀。此溶液含Cu,Mn,Ni各50μg/mL。

1·2　实验方法

    移取一定量的混合标准工作溶液于100mL容量瓶中,加入干扰元素,调节酸度,用二次蒸馏水定容,摇匀。于原子吸收光谱仪上,分别在324·8nm,279·5nm,232·0nm处以空白溶液作参比测量吸光度。

2　结果与讨论

2·1　酸度影响

    本文对1%～10%(v/v)范围内的盐酸和硝酸介质进行了试验。结果表明,随着盐酸浓度的增加,Cu,Mn,Ni的吸光度均呈降低趋势,当盐酸浓度在5%以内时,Cu,Mn,Ni吸光度分别降低3·3%,3·6%,1·5%;随着硝酸浓度的增加,Cu,Mn,Ni的吸光度均呈增加趋势,当硝酸酸度大于2·5%(v/v)时,吸光度增加小于1%,故选择介质为硝酸,浓度2·5%(v/v)。

2·2　干扰及消除

    金属硅的主体是含98%以上的Si,文献[4]指出,Si可使Mn的吸光度降低,我们发现,Si含量在20μg/mL时对Cu,Ni没有干扰,Si含量<2μg/mL时对Mn没有明显的干扰,本法在样品分解过程中可将Si驱除至0·2μg/mL左右。对0·5μg/mL Cu而言,在置信度95%时,以下浓度(mg/mL)元素不干扰铜的测定:Zn(3·0);Ca(2·0);Fe(0·50);Al(0·60);Cr,Pb,Mg,CdMn,Ni(0·20);Ti(0·10)。对0·5μg/mL Mn而言,在置信度95%时,以下浓度(mg/mL)元素不干扰锰的测定:Zn(3·0);Cr, Pb, Cd (0·20); Fe (0·05); Ni (0·04); Cu(0·02);Ca,Mg(0·01);Al(0·002);Ti(0·0001)。

    对0·5μg/mL Ni而言,在置信度95%时,以下浓度(mg/mL)元素不干扰镍的测定:Zn(3·0);Al(0·40);Cr,Pb,Cd,Ca,Mg,Cu,Mn(0·20);Fe(0·05);Ti(0·02)。

2·3　检出限

    测一组标准溶液后获得斜率k,将空白溶液连续测定11次计算其标准偏差,根据DL=3S/k计算得仪器的检出限为Cu 0·009μg/mL, Mn0·008μg/mL,Ni 0·033μg/mL。

3　样品分析

    称取0·5000g试样于铂金皿或聚四氟乙烯烧杯中,加10mL氢氟酸,缓慢滴加硝酸(1;1)至试样基本溶解,置电热板上加热约15min取下;加5mL浓高氯酸,继续加热至冒高氯酸烟取下;用水冲洗皿壁,再加热蒸至近干,取下。加5mL硝酸(1;1),用少量水冲洗皿壁,加热溶解盐类,取下冷却,移入100mL容量瓶中,以水定容摇匀。分别于原子吸收光谱仪324·8nm,279·5nm,232·0nm处,以空白试液作参比测量吸光度。加标回收及精密度试验结果分别列于表1,2。从表1,2可以看出,加标回收率在95·1%～104·1%,相对标准Cu1·13%,Mn1·14%,Ni1·38%。上述结果表明方法可靠,结果准确。