主题：【第九届原创】碱熔ICP-MS分析硅酸盐中15种稀土元素含量

                                                                                碱熔ICP-MS分析硅酸盐中15种稀土元素含量
摘要：
建立了碱熔-酸化-ICP-MS测定硅酸盐中15种稀土元素含量的分析方法，探讨了消解条件、仪器工作条件等因素对测定的影响。结果表明，选择Rh和Ir作为内标元素，可有效消除基体效应一级补偿信号漂移；引入He气可有效消除多原子例子干扰。该方法检出限低,精密度高（RSD<4%），回收率高（95%~105%），用有证标准物质试验，结果与标准参考值吻合很好。
关键词：碱熔，电感耦合等离子体质谱仪，稀土元素
0 引言
稀土是化学元素周期表中镧系元素：镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Th)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥( Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的l 5个元素密切相关的两个元素：钪(Sc) 和钇(Y)共l 7种元素。稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、电池材料、永磁材料、催化材料、激光材料、超导材料、光导纤维等。
电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术是20世纪80年代发展起来的新的分析测试技术，具有检出限低、线性范围宽、干扰少、精密度高，可进行多元素同时快速分析，能适应复杂体系的痕量或超痕量元素分析等特点；已经广泛应用于药物、食品、环境、化妆品、矿物和地球化学等领域的分析检测，但是有关碱熔ICP-MS法测试硅酸盐中稀土元素的报道并不多见。本文采用硼酸锂/偏硼酸锂混合物熔融，熔出物经过酸化后，用ICP-MS同时测试溶液中的15种稀土元素的含量。
1.实验部分
1.1仪器及工作条件
ICP-MS7700x （美国，安捷伦），

高温马弗炉带可调温控设备（天津，中环），

石墨坩埚及托盘，

电子天平（精确至0.1mg，赛多利斯），

UP超纯水机（Exceed-Ab-16，成都，艾柯）
仪器工作条件：使用仪器调谐液（内含浓度10μg/L的Ba、Be、Cd、Co、Cu、Ge、In、Mg、Pb、Rh、Sc、U等元素）对仪器进行自动调谐，优化后的仪器参数见下表：

1.2 主要试剂
混合硼酸锂盐（12:22）：35.3%硼酸锂和64.7%偏硼酸锂，盐酸、硝酸、氢氟酸均为优级纯，高纯氩气（99.999%），高纯氦气（99.999%）。标准储备溶液

1.3 试验部分
1.3.1 标准溶液的制备
采用5%的硝酸介质将混合标准溶液配置成浓度为1.0mg/L的混合标准溶液，然后逐级稀释，配成浓度分别为0、10、100、500μg/L的标准系列溶液。在优化好的条件下，按照编辑好的方法程序采集数据，

仪器自动绘制出工作曲线。

1.3.2 样品消解
准确称取0.1000g样品于玻璃试管中，用1.0g塑料勺添加1.0g硼酸锂盐，充分混匀后，按顺序将每个样品转移到相应的石墨坩埚中；将放有石墨坩埚的托盘放入已恒温至1025°C的马弗炉中熔融15分钟，取出冷却后，将熔珠转移至已加入100ml混合稀酸（2%HNO3，4%HCl，0.5%HF）的带盖塑料瓶中，放置在振荡器上震荡2-2.5小时，直到珠子完全溶解，用PP试管取15ml左右溶液，用ICP-MS分析测试。
2.结果与讨论

2.1 基体效应和内标补偿作用

加入内标元素可以有效监控和校正分析信号的短期和长期漂移，对基体效应有明显的补偿作用。事件中常根据质量数的不同选择不同的元素作为内标，常用的有双内标法（如¹⁰³Rh-¹⁹¹Ir）和单内标法。本文采用双内标法（¹⁰³Rh-¹⁹¹Ir）选用100 µg/L¹⁰³Rh，10µg/L ¹⁹¹Ir做内标，能够很好的补偿仪器条件变化产生的影响。

2.2 质谱干扰和校正

2.2方法检出限
按样品处理方法制备10份试样空白溶液，进行10次测定，以3倍标准差计算作为方法的检出限，各元素的检出限如下：

2.3方法的准确度
选取SY-4、OREAS120、TRHB三种不同岩性的矿物有证标准物质，每个做5次，各元素测定值与标准值相吻合，准确度见下表：

2.4 方法的精密度
选取SY-4标样，称取10份按方法条件消解测试，精密度数据如下：

各元素相对标准偏差RSD均小于4%，表明方法的精密度好。
3.结语
综上，采用硼酸锂盐碱融，选择Rh、Ir为内标，通过标准物质实验，结果满意。方法的检出限、准确度和精密度均满足矿物测试规范要求，可用于大批量硅酸盐样品中稀土元素含量的分析测试。本方法也可以用于土壤、水系沉积物和海洋样品的分析测试。
4.参考文献
李冰，电感耦合等离子体质谱原理与应用.北京，地质出版社，2005.
王蕾，何红蓼，李冰.2003.碱融沉淀-等离子体质谱法地质样品的多元素.岩矿测试，22（2）：86-92.
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