试验报告钼铼合金化学分析方法 铼含量的测定 ICPOES法Word文档下载推荐.docx
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三、结果与讨论
3.1溶样条件的考察
钼铼合金可溶于过氧化氢和无机酸中。
本方法选择过氧化氢、硝酸、过氧化氢+硝酸、过氧化氢+盐酸、盐酸+硝酸分解钼铼合金的1#样品和4#样品。
称取0.20g试样，加入10mL水，过氧化氢（1.2.3）、硝酸（1.2.4）和盐酸（1.2.5）加入量及试样溶解结果见表3-1所示。
表3-1溶样试验及结果
序号
加入量
实验现象/结果
1#样品
4#样品
1
5mL硝酸
试样溶解缓慢；
最终上层为清液，下层为白色块状物
试样溶解较快且能完全溶解
2
5mL过氧化氢
试样溶解很快且能完全溶解
3
5mL过氧化氢+4mL硝酸
4
5mL过氧化氢+4mL盐酸
5
2mL硝酸+6mL盐酸
从表2-1可以看出，采用5mL过氧化氢、5mL过氧化氢+4mL硝酸、5mL过氧化氢+4mL盐酸、2mL硝酸+6mL盐酸，均可以使试样在短时间内溶解完全。
本方法采用过氧化氢溶解试样。
考察不同加入量的过氧化氢对1#样品和4#样品的溶解情况。
称取0.20g试样，加入10mL水，不同量的过氧化氢（1.2.3），过氧化氢加入量及试样溶解结果见表3-2所示。
表3-2溶样试验及结果
过氧化氢加入量
1mL
试样溶解缓慢，最终状态为白色夹杂蓝色的泡沫
试样溶解较快，但不能完全溶解
2mL
试样溶解较慢，能完全溶解
3mL
5mL
8mL
6
10mL
综合考虑溶样速度、节约试剂、控制测试酸度等因素，本方法采用5mL过氧化氢（1.2.3）溶解试样，待试样溶解完全后加4mL硝酸（2.1.4）。
3.2分析线的选择
参考ICP-OES仪器软件上推荐铼元素的分析谱线，分别考察铼221.427nm、227.525nm、202.364nm、197.248nm、185.802nm、198.773nm的工作曲线的线性、信背比及峰性，最终本方法优先选择202.364nm、197.248nm作为铼元素的分析谱线。
3.3内标溶液的选择
选择Y、Rh、Bi、In为内标元素，考察内标元素对曲线稳定性的影响，在内标元素存在的条件下，连续6次测定工作曲线最低点和最高点，计算测定结果的相对标准偏差（RSD），见表3-3和表3-4所示。
表3-3不同内标元素下202.364nm铼标准溶液的工作曲线
无内标
Bi
In
Rh
Y
R
0.99998
0.99999
0.99988
0.99996
最低点RSD（%）
0.34
0.85
0.51
0.39
最低点回收率（%）
98.2~100.6
99.2~101.4
99.2~100.6
101.6~102.2
99.2-100.2
最高点RSD（%）
0.25
0.27
1.42
0.38
0.15
最高点回收率（%）
98.8-99.4
99.0~99.6
98.9~102.5
99.3~99.7
表3-4不同内标元素下197.248nm铼标准溶液的工作曲线
0.99997
1.0000
0.99987
0.60
0.29
0.21
99.6~101.8
100.6~102.2
100.0~100.6
99.6~101.0
0.35
0.18
1.41
0.33
98.7~99.7
99.1~99.6
99.6~103.3
98.1~99.2
98.9~99.8
通过对各内标元素考察，发现加内标与否对工作曲线的线性和测试结果的稳定性影响很小，因此，本方法采用不加内标。
3.4仪器工作条件的优化
以铼标准溶液（浓度分别为0μg/mL、5.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL）为考察对象。
通过固定仪器其它工作参数不变，改变其中一项参数进行试验，分别考察不同的发射功率、蠕动泵泵速、雾化气流速、辅助气流速对铼元素发射光强度的影响，最终确定仪器最佳的工作参数。
3.4.1发射功率的选择
固定蠕动泵泵速12rpm、雾化气流速0.7L/min、辅助气流速1.0L/min，改变仪器发射功率，考察不同发射功率对铼标准溶液在202.364nm、197.248nm发射光强度的影响，结果见表3-5和表3-6所示。
表3-5不同发射功率下202.364nm铼标准溶液的发射光强度
铼标准溶液浓度
（μg/mL）
发射功率（kW）
1.10
1.15
1.20
1.25
14.73
15.06
15.43
21.06
922.36
986.29
1126.68
1107.72
20.00
3603.98
3881.47
4428.44
4362.12
40.00
7140.69
7667.25
8750.51
8571.88
表3-6不同发射功率下197.248nm铼标准溶液的发射光强度
9.13
10.13
11.52
11.53
9404.38
9838.4
10317.04
10742.58
37419.61
39195.37
40943.95
42527.16
73941.13
77186.35
81260.27
83757.89
从表3-5和表3-6可以看出，202.364nm和197.248nm铼的发射强度随着发射功率的增大而增大，但是背景强度也会随之增大。
综合考虑，本实验选择仪器发射功率为1.20kW。
3.4.2蠕动泵泵速的选择
固定仪器发射功率1.20kW、雾化气流速0.7L/min、辅助气流速1.0L/min，改变蠕动泵泵速，考察不同泵速对铼标准溶液在202.364nm、197.248nm发射光强度的影响，结果见表3-7和表3-8所示。
表3-7不同蠕动泵泵速下202.364nm铼标准溶液的发射光强度
蠕动泵泵速（rpm）
8
10
12
14
16
16.72
15.24
15.79
14.74
17.79
1009.61
1068.54
1126.13
1156.44
1166.13
3974.61
4202.45
4414.59
4518.17
4635.91
7793.95
8278.25
8690.76
8925.58
9151.2
表3-8不同蠕动泵泵速下197.248nm铼标准溶液的发射光强度
8.15
16.77
14.92
10.84
5.08
9200.1
9829.14
10263.55
10619.67
10866.55
36832.96
38902.31
40978.8
42203.59
43176.43
71604.55
76644.41
80556.75
83150.33
85333.47
从表3-7和表3-8可以看出，铼标准溶液发射强度随着泵速的增大而增加，而背景强度随着泵速的增加变化幅度不大。
综合考虑，本实验选择仪器默认的蠕动泵泵速12rpm。
3.4.3雾化气流速的选择
固定仪器发射功率1.20kW、蠕动泵泵速12rpm、辅助气流速1.0L/min，改变雾化气流速，考察不同雾化气流速对铼标准溶液在202.364nm、197.248nm发射光强度的影响，结果见表3-9和表3-10所示。
表3-9不同雾化气流速下202.364nm铼标准溶液的发射光强度
雾化气流速（L/min）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
18.5
20.16
13.92
12.56
7.88
719.42
976.17
1103.26
994.82
720.31
2799.99
3816.61
4344.98
3874.02
2804.51
5518.03
7616.82
8599.57
7695.67
5606.29
表3-10不同雾化气流速下197.248nm铼标准溶液的发射光强度
15.57
16.91
12.85
10.7
6.93
5863.46
8406.71
10163.08
10051.93
8304.19
23178.87
32942.04
40224.51
39847.34
32784.57
45342.24
65474.5
79851.67
79115.81
65292.7
表3-9和表3-10可以看出，铼元素的发射强度和背景强度均随着雾化气流速的增加先增加、后降低，在雾化气流速为0.7L/min时，三种浓度的铼标准溶液的信号值均达到最大值。
因此，本实验选择的雾化气流速为0.7L/min。
3.4.4辅助气流速的选择
固定仪器发射功率1.20kW、蠕动泵泵速12rpm、雾化气流速0.7L/min，改变辅助气流速，考察不同辅助气流速对铼标准溶液在202.364nm、197.248nm发射光强度的影响，结果见表3-11和表3-12所示。
表3-11不同辅助气流速下202.364nm铼标准溶液的发射光强度
辅助气流速（L/min）
1.0
1.1
1.2
18.85
12.51
16.41
12.8
1137.68
1107.14
1101.52
1096.51
1082.27
4477.99
4354.24
4340.26
4225.96
4190.15
8898.56
8722.94
8632.25
8426.51
8386.66
表3-12不同辅助气流速下197.248nm铼标准溶液的发射光强度
15.33
13.14
11.39
12.45
12.58
10442.17
10222.54
10122.76
10118.6
10106.48
41039.12
40362.45
40239.38
39474.48
39364.45
82066.14
80670.93
80252.14
78535.12
78968.33
从表3-11和表3-12可以看出，铼元素的发射强度随着辅助气流速的增加而逐渐降低，其信背比呈现先增大后减少的趋势，在辅助气流速为1.0L/min时信背比最大。
通过试验研究，最终确定了本实验所使用的的ICP-OES仪器的最佳工作条件，见表3-13所示。
表3-13ICP-OES仪器最佳工作条件
雾化气流速（mL/min）
辅助气流速（mL/min）
3.5测试酸度的考察
以铼标准溶液（浓度分别为5.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL）为考察对象，分别加入不同量的硝酸，按选定的仪器工作条件进行测定，考察不同酸度对铼标准溶液在202.364nm、197.248nm发射光强度的影响，结果见表3-14和3-15所示。
表3-14测试酸度对202.364nm铼标准溶液发射光强度的影响
酸度
0%
1%
2%
3%
5%
10%
1119.63
1109.96
1100.05
1110.64
1092.53
1057.63
4360.48
4305.74
4272.00
4316.25
4265.39
4206.61
8633.00
8593.27
8537.01
8533.00
8432.53
8496.57
表3-15测试酸度对197.248nm铼标准溶液发射光强度的影响
10119.47
10017.17
10001.75
10009.76
9923.97
9604.27
39155.38
38935.62
38799.79
39008.26
38764.57
38235.81
78546.72
78309.07
77355.16
77217.23
76084.00
76673.97
从表3-14和表3-15可以看出，铼标准溶液的发射光强度随着溶液酸度的增加而降低。
综合考虑铼发射强度、溶样酸用量等因素，在尽量节省酸用量的前提下，本方法选择2%的酸度作为测试时的溶液酸度。
3.6工作曲线的绘制
按照试验方法2.3，在选定的仪器工作条件下测定系列标准溶液的强度，并绘制工作曲线如图3-1所示。
图3-1铼标准溶液工作曲线
铼197.248nm所得到的工作曲线方程为y=2236.05x+14.67，线性相关系为0.99997；
铼202.364nmy=228.22x+15.5，线性相关系为0.99998，两条线均能满足实验要求。
3.7共存元素干扰的考察
3.7.1基体元素影响的考察
以0μg/mL、5.00μg/mL和40.00μg/mL铼标准溶液为研究对象，分别加入不同量的钼，在选定的仪器工作条件下测定其发射光强度，考察钼基体对铼元素测定的影响，结果见表3-16和3-17所示。
表3-16钼基体对202.364nm铼元素测定的影响
钼基体浓度（μg/mL）
50
1064.00
1043.78
1064.78
8487.27
8289.98
8334.90
表3-17钼基体对197.248nm铼元素测定的影响
9947.81
9751.21
9929.34
79647.88
77848.09
78762.77
从表3-16和表3-17可以看出，两种铼标准溶液的发射强度随着钼基体浓度的增加波动范围为0.977~0.998，说明钼基体对铼元素的测定影响较小，可忽略不计。
3.7.2单一元素干扰的考察
根据有色行业标准YS/T1305-2019《钼铼合金片》、美国ASTMF3273-2017《外科植入物用变形钼-47.5铼合金标准规范（UNSR03700）》，以及电子工业的军用标准SJ20865-2003《钼铼合金分析方法》所规定的钼铼合金的成分指标，杂质最大含量为0.05%，以5.00μg/mL和40.00μg/mL铼标准溶液为研究对象，分别加入不同量的单一共存元素，在选定的仪器工作条件下测定其发射光强度，以考察单一共存元素对铼元素测定的影响，结果见表3-18和表3-19所示。
表3-18单一共存元素对202.364nm铼元素发射强度的影响
共存元素
加入量（μg）
5.00μg/mL所对应强度值
40.00μg/mL所对应强度值
Si
1112.15
8673.00
1126.07
8684.79
2.00
1123.97
8716.53
Al
1123.41
8658.85
1119.64
8670.64
1132.47
8690.52
Ca
1129.93
8652.12
1121.20
8583.92
1126.83
8579.03
Cu
1118.89
8663.37
1126.34
8645.09
1128.22
8633.24
Fe
1121.25
8718.81
1126.30
8656.20
1122.13
8640.67
Mg
1118.05
8645.60
1124.79
8661.41
1118.59
8701.54
7
Mn
1123.92
8635.43
1124.96
8599.47
1129.19
8663.83
Ni
1133.07
8625.63
1138.59
8678.69
1132.20
8553.65
9
Ti
1139.76
8669.51
1144.78
8659.44
1134.31
8659.77
W
1115.06
8723.59
1133.00
8633.71
1124.14
8724.72
表3-19单一共存元素对197.248nm铼元素发射强度的影响
铼标准溶液浓度（μg/mL）
10121.12
80626.15
10118.44
79861.66
10076.06
79758.40
10035.63
80159.65
10144.23
80266.19
10044.94
79971.67
10194.38
80059.25
10212.88
80214.87
10105.96
80182.32
10070.75
80726.15
10103.95
10117.38
80858.24
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