手機(jī)版
原子發(fā)射光譜分析是根據(jù)原子的特征發(fā)射光譜來(lái)研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)成分的方法，發(fā)射光譜通常用化學(xué)火焰、電火花、電弧、激光和各種等離子體光源激發(fā)而獲得。目前最廣泛應(yīng)用的原子發(fā)射光譜光源是等離子體，其中包括電感耦合等離子體(inductively coupled plasma，ICP)、直流等離子體(direct current plasma，DCP)及微波等離子體(microwave plasma，MWP)。
樣品處理是分析全過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)分析測(cè)試質(zhì)量有重要影響，某些分析質(zhì)量問(wèn)題是產(chǎn)生在樣品處理過(guò)程，常規(guī)的ICP發(fā)射光譜分析是溶液進(jìn)樣方式，對(duì)于固體樣品需要分解，即便是液態(tài)的樣品，也需前處理以達(dá)到分析的要求，ICP光譜分析對(duì)樣品處理的要求如下：
(1)待測(cè)元素完全進(jìn)入溶液。
(2)溶解過(guò)程待測(cè)元素不損失。
(3)不允許從外界引來(lái)待測(cè)組分，包括溶劑，水與使用的各種器皿。
(4)溶解后的樣品溶液應(yīng)該較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的。
(5)樣品溶液清亮透明，不能存在粒徑≥50 μm的固形物或膠體形態(tài)物，溶液中的固形物濃度≤10mg/mL，即可溶性鹽類(lèi)不能過(guò)高，溶劑的用量不能過(guò)大，以免造成噴霧不正常，影響譜線(xiàn)強(qiáng)度。
不能含有腐蝕進(jìn)樣系統(tǒng)的物質(zhì)，這里主要是指氫氟酸或氟離子，除非光譜儀配用的是耐氟進(jìn)樣系統(tǒng)及耐氟炬管，多數(shù)進(jìn)樣系統(tǒng)是玻璃或石英制品，不能抗氫氟酸腐蝕。
溶液不宜含顯著量的有機(jī)物質(zhì)，有機(jī)物在等離子體中要影響等離子體穩(wěn)定性，影響溫度，從而影響譜線(xiàn)強(qiáng)度及光譜背景。
樣品根據(jù)組分、介質(zhì)含量可分為直接分析.適當(dāng)稀釋或濃縮后分析，消化處理后進(jìn)行分析測(cè)試三種形式。
不含有機(jī)物及其他特殊介質(zhì)，待測(cè)組分含量在儀器的分析線(xiàn)性范圍內(nèi)的樣品，如自來(lái)水、地下水、地表水等可直接分析，如有懸浮物時(shí)，過(guò)濾后再分析。
這類(lèi)水樣有經(jīng)酸化或未酸化兩種，已酸化的水樣應(yīng)用相應(yīng)酸度的水作空白，未經(jīng)酸化的水樣用水作空白，以消除酸度影響。
若樣品中待測(cè)元素含量過(guò)高，超出儀器的分析線(xiàn)性范圍，應(yīng)將樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋后測(cè)試；水樣中一些痕量或超痕量元素采取適當(dāng)?shù)臐饪s方法，如用紅外燈蒸發(fā)濃縮后測(cè)試；稀土元素含量太低時(shí)可用樹(shù)脂分離富集后測(cè)試。
對(duì)含有較高濃度的有機(jī)物的液體樣品，加入硝酸和高氯酸消化處理.待有機(jī)物完全分解后，將待測(cè)元素的溶液定容后進(jìn)行分析測(cè)試。
固體樣品要制成液體樣品后再進(jìn)樣，常用的無(wú)機(jī)物試樣的分解方法有濕法溶解法和高溫熔融法。
濕法溶解：用無(wú)機(jī)酸或堿液來(lái)分解樣品的方法。常用的溶劑有硝酸(HNO3)、鹽酸(HCI)、高氯酸(HCIO4)、氫氟酸(HF)、硫酸(H3SO4)、過(guò)氧化氫(H2O2)等，如純鋁和鋁合金一般用稀鹽酸溶樣，為了加速溶解可加少量硝酸或過(guò)氧化氫，個(gè)別鋁合金樣品用王水分解，如果測(cè)定硅則需用濃氫氧化鈉溶解分解樣品，鑄鐵、普碳鋼和低合金鋼用鹽酸硝酸水混合溶液低溫加熱溶解；地質(zhì)環(huán)境樣品，包括巖石、礦物、土壤，水系沉積物等，常用鹽酸硝酸氫氟酸高氯酸混合酸于聚四氟乙烯燒杯中加熱溶解，高溫下用高氨酸替代氫氟酸，這樣就不必用耐氫氟酸霧化器和炬管，但分析金屬Nb、Ta、W時(shí)，它分解的絡(luò)合物必須在氫氟酸介質(zhì)中存在，否則產(chǎn)生水解，這時(shí)應(yīng)該用耐氫氟酸的進(jìn)樣系統(tǒng)。
熔融法：某些樣品的組分，如酸性氧化物、硅酸鹽、天然的氧化物、人造的高溫灼燒過(guò)的Fe2O3 、Al2O3 ，陶瓷、鐵合金等，酸溶解法不能將這類(lèi)樣品分解，就需采用熔融法。熔融法是將樣品粉碎至200目，與熔劑在坩堝內(nèi)混合均勻，于高溫爐中加熱到熔融，用酸浸出可溶成分，常用的熔劑有焦硫酸鉀，氫氧化鈉或氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸鉀、過(guò)氧化鈉、偏硼酸鋰等，但用這些物質(zhì)熔融時(shí)，會(huì)帶入過(guò)多的鹽類(lèi)，可能導(dǎo)致霧化器堵塞，或引起背景干擾，所以在ICP光譜分析中，應(yīng)盡量避免用熔融法溶解樣品。
對(duì)植物、食品、生物化學(xué)類(lèi)以有機(jī)物為基體的固體試樣，必須預(yù)先進(jìn)行有機(jī)物的分解，把微量的無(wú)機(jī)成分釋放出來(lái)，一般采用的分解方法有濕法消解和干灰化法兩種。
干灰化法：將樣品置于馬弗爐中，在有氧條件下加熱到450~600℃，使有機(jī)質(zhì)氧化分解，生成氣態(tài)(如CO、CO2 、H2O等)逸出，剩下無(wú)機(jī)灰分，用小量無(wú)機(jī)酸溶解灰分，把有機(jī)樣品轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)樣品進(jìn)行測(cè)定，干灰化法用于下述類(lèi)型樣品的處理：樹(shù)木、茶葉、植物、中草藥、食品、海產(chǎn)品、保健品、飼料、飲料、涂料、石油產(chǎn)品等，干灰化法消解樣品的特點(diǎn)是可增大取樣量，但在高溫下如As.、B、Cd、Cr、Cu、Fe、Pb、Hg、Ni、P、V等元素容易損失，如果注意灰化溫度，這些元素也是可以測(cè)定的。
濕法消解：常用于測(cè)定有機(jī)物樣品中的金屬元素，常用的溶劑有HNO3+H2SO4、HNO3+HCIO4、HCIO4+HNO3+H2SO4，另外，由于大氣壓力下的濕法消解，受消解液的沸點(diǎn)和溫度限制，對(duì)于某些難分解的樣品，消解能力不夠.現(xiàn)在可采用高壓密閉罐法和微波消解法來(lái)提高消解能力，它們都是在密封容器中消化的手段，酸消耗量小，試劑空白低，試樣消解效果好，金屬元素幾乎不損失，環(huán)境污染小，尤其是微波消解比高壓密封罐快得多，在分解有機(jī)物質(zhì)時(shí)更顯示它的優(yōu)越性，但微波爐的價(jià)格較高，試樣處理能力不如干灰化法和常規(guī)消化法。
根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選用合適的吸收液對(duì)該氣體進(jìn)行吸收，進(jìn)行適當(dāng)處理后，測(cè)定該溶液即可測(cè)得氣體中待測(cè)元素的含量。
ICP發(fā)射光譜分析方法，常規(guī)的方式是溶液分析，且自己制備多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)定工作，我國(guó)有很多經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)通過(guò)的制備單位，可以購(gòu)置單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，若需要自行制備，可以參考相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配制方法。ICP分析是多元素測(cè)定，要將單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液按一定比例稀釋?zhuān)苽渑c測(cè)定試樣被測(cè)元素含量相似的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液中的注意事項(xiàng)如下。
(1)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液所用金屬、氧化物或鹽類(lèi)均應(yīng)達(dá)到純度99. 9%以上，用作基體的化合物純度應(yīng)達(dá)到99. 99%~99.99%以上，具體要求視分析樣品純度等級(jí)而定。
(2)盡量避免采用堿熔法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液高含量的堿金屬對(duì)霧化進(jìn)樣產(chǎn)生不利影響。
(3)用高純酸及重新處理過(guò)的去離子水溶解樣品，推薦使用鹽酸、硝酸或王水溶解，避免用磷酸及硫酸溶解。
(4)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液應(yīng)儲(chǔ)存在塑料容器中。
(5)應(yīng)不定期地檢查標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的穩(wěn)定性，要關(guān)注水溶液配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液穩(wěn)定性。
(1)標(biāo)準(zhǔn)溶液的基體與分析樣品溶液的基體相近。
(2)溶液的酸度應(yīng)控制在0.1~1.0 mol/L硝酸或鹽酸。
(3)用市售單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液混合配制時(shí)，要考慮陰離子對(duì)待測(cè)元素離子的影響，如硫酸根離子，將導(dǎo)致Ba2+沉淀析出，在測(cè)量Ag+時(shí)要考慮氯離子的影響。
(4)同時(shí)測(cè)量元素較多時(shí)，要用高、低搭配法配制標(biāo)準(zhǔn)系列，避免系列中各標(biāo)準(zhǔn)樣品含可溶性固體差別太大，引起顯著的基體效應(yīng)。
(5)要關(guān)注某些離子的特殊性能，如Si、Mo、W、Zr等。
