本发明涉及一种5n级高纯碲分析检测方法，特别涉及一种电感耦合等离子体质谱仪检测5n级碲的方法，具体涉及一种利用高纯碲杂质富集装置富集5n级以上高纯碲中的杂质，实现电感耦合等离子体质谱仪检测的方法，还涉及一种5n级以上高纯碲的氧化、干燥及氯化挥发一体化装置；属于分析检测技术领域。
背景技术：
现代材料科学中新功能材料的研制，推动了科学技术的进一步发展。其中高纯碲是制备化合物半导体材料(如cdte、znte、hgte、pbte、hgcdte、hgznte、cdmnte、pbsnte、bisbte等)的基础材料，他们在红外探测、光导摄像、薄膜晶体管、复印、制冷等领域中具有广泛应用。另外高纯氧化碲是制备陶瓷光栅的最重要材料。由于某些杂质元素对高纯碲及化合物半导体的电学性质有非常大的影响，因此高纯碲的质量控制非常重要。在生产过程中，涉及其制备工艺中杂质走向，杂质的去除程度，杂质的分布状况，也要求高纯碲随时监测来指导生产和进行质量控制，因此现在急需一种高纯碲中痕量杂质的检测方法。
高纯碲的检测方法，目前主要以辉光放电质谱仪(gd-ms)为主。辉光放电质谱法被认为是目前对固体导电材料直接进行痕量及超痕量元素分析的最有效的手段。由于其可以直接固体进样，近20年来已广泛应用于高纯材料的分析。gd-ms不仅具有优越的检测限和宽动态线性范围的优点，而且样品制备简单、元素间灵敏度差异小、基体效应低。gd-ms以其优越的分析性能在电子学、化学、冶金、地质以及材料科学等领域里得到广泛应用，在高纯金属和半导体材料分析中已经显示出它的优越性，对它在绝缘体、粉末、液体、有机物和生物材料分析以及负离子测定中的应用也在积极进行研究和完善，发展前景十分广阔。
但由于gd-ms价格昂贵，对操作人员素质水平也要求非常高，我国现在装备不是很多，能对外提供检测服务的实验室也不多。并且现在用gd-ms检测一个样品费用非常高，花费周期长，对高纯碲研发生产并不适用和实用。
电感耦合等离子体质谱仪(icp-ms)在我国大型实验室都有装备，检测灵敏度也可以达到要求，适用于高纯碲检测。ys/t1013-2014高纯碲化学分析方法钠、镁、铝、铬、铁、镍、铜、锌、硒、银、锡、铅、铋量的测定电感耦合等离子体质谱法，采用直接硝酸溶解样品，内标溶液进行校正，按工作曲线法测定高纯碲的杂质元素含量。icp-ms一般采用双锥构造，锥孔非常小，只能承受不超过0.2％基体，如果在此浓度基体中，5n以上高纯碲杂质很多已经低于仪器检测限了；另外，高基体对测定也会产生各种各样的干扰。由于样品含有高基体，时间长远后会在双锥特别是截取锥表面积累一层基体物质，极易堵塞锥孔，不利于检测。
技术实现要素：
针对现有技术中5n以上高纯碲的检测方法存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种用于5n以上高纯碲分离基体和富集杂质的装置，该装置可以实现5n以上高纯碲的氧化、干燥和氯化分离在同一密闭容器内完成，减少与外界接触的机会，降低了玷污的机率，同时通过采用纯氮气和高纯氯化氢气体，使高纯碲的氧化、干燥和氯化分离更容易完成，为富集杂质和icp-ms测定奠定了良好的基础。
本发明的第二个目的是在于提供一种5n以上高纯碲的分析检测方法，该方法利用特殊的装置实现高纯碲的高效分离基体和富集杂质，可以实现5n以上高纯碲的icp-ms分析检测，具有灵敏度高等特点，克服了现有的icp-ms方法检测5n以上高纯碲存在的缺陷。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种高纯碲杂质富集装置，其包括纯氯化氢生产装置、纯氮气生产装置、氧化干燥氯化分离装置和气体转换装置；
所述纯氯化氢生产装置包括氯化氢发生器和氯化氢干燥器；
所述纯氮气生产装置包括氮气发生器及氮气纯化器和氮气干燥器；
所述氧化干燥氯化分离装置包括可控硅电炉及设置在可控硅电炉上的氧化干燥氯化分离器；所述氧化干燥氯化分离器的主体包括氧化干燥氯化分离室，氧化干燥氯化分离室顶部设有罩盖，底部设有两个样本坩埚；所述氧化干燥氯化分离室的侧壁和底部为整体双层夹套结构，双层夹套结构内部填充有保温剂；所述氧化干燥氯化分离室的侧壁上设有水抽减压装置；
所述氯化氢发生器通过管道与氯化氢干燥器及气体转换装置依次连接；
所述氮气发生器通过管道与氮气纯化器、氮气干燥器及气体转换装置依次连接；
所述氧化干燥氯化分离器通过管道与气体转换装置连接。
优选的方案，所述氧化干燥氯化分离室底部设有两个用于固定样本坩埚的凹槽。
优选的方案，所述罩盖上设有三通接头，罩盖外侧接头通过管道与气体转换装置连接，罩盖内侧两接头分别通过引流管连接至样本坩埚上方。
优选的方案，所述氧化干燥氯化分离器包括热电偶和控制器，热电偶设置在双层夹套结构内部，热电偶和控制器耦合自动调节双层夹套结构的温度。
优选的方案，所述气体转换器主体结构为具活塞三通接头，所述或隔断控制纯氯化氢生产装置与氧化干燥氯化分离装置之间的连通或隔断，或者控制纯氮气生产装置与氧化干燥氯化分离装置之间的连通或隔断。
优选的方案，所述纯氯化氢生产装置包括烧瓶和滴液漏斗。
优选的方案，所述纯氮气生产装置包括烧瓶和滴液漏斗。
本发明还提供了一种基于高纯碲杂质富集装置用于5n级碲分析检测的方法，其包括以下步骤：
1)将饱和亚硝酸钠与氯化铵原料通过纯氮气生产装置制备纯氮气；
2)将up级浓盐酸和up级浓硫酸原料通过纯氯化氢生产装置制备纯氯化氢气体；
3)将5n级以上碲置于氧化干燥氯化分离装置内，先加入up级硝酸进行溶解氧化，再通入纯氮气气氛进行蒸发，再通入纯氯化氢气体进行氧化干燥氯化分离以去除基体，实现杂质富集；
4)将杂质采用icp-ms测定，即得5n级以上碲中杂质含量。
优选的方案，基于高纯碲杂质富集装置用于5n级碲分析检测的方法包括以下步骤：
1)将饱和亚硝酸钠与氯化铵原料利用氮气发生器产生氮气，氮气经过氮气纯化器纯化及氮气干燥器干燥，得到纯氮气；
2)将up级盐酸和up级浓硫酸原料利用氯化氢发生器产生氯化氢气体，氯化氢气体经过氯化氢干燥器干燥，得到纯氯化氢气体；
3)将5n级以上碲置于氧化干燥氯化分离器内的样本坩埚内，先加入up级硝酸并通过可控硅电炉加热溶解氧化，再通过气体转换装置连通纯氮气生产装置和氧化干燥氯化分离装置，由纯氮气生产装置向氧化干燥氯化分离装置的氧化干燥氯化分离室内引入纯氮气作为保护气，通过可控硅电炉加热蒸发，得到纯氧化碲；再通过气体转换装置连通纯氯化氢气体生产装置和氧化干燥氯化分离装置，由纯氯化氢气体生产装置向氧化干燥氯化分离装置的氧化干燥氯化分离室内引入纯氯化氢气体，通过可控硅电炉加热进行氯化反应，同时开启水抽减压装置，排出氯化碲气体，杂质富集在坩埚内；
4)将坩埚内的杂质取出，采用up级酸溶液溶解后，通过icp-ms测定，即得5n级以上碲中杂质含量。
较优选的方案，加热溶解氧化过程中温度为40～60℃。
较优选的方案，加热蒸发过程中温度为60～80℃。
较优选的方案，氧化干燥氯化分离过程中温度为240～300℃。
较优选的方案，氮气纯化器采用up级浓盐酸作为洗涤剂。
较优选的方案，氮气干燥器采用up级浓硫酸作为干燥剂。
较优选的方案，氯化氢干燥器采用up级浓硫酸作为干燥剂。
本发明的高纯碲杂质富集装置如图1所示，其主要由四个部分组成：a部分为纯氯化氢生产装置，用于氮气的生成和氮气的干燥，获得高纯氮气；b部分为纯氮气生产装置，用于氯化氢气体的生成，净化和干燥；c部分为氧化干燥氯化分离装置，用于高纯碲的氧化、蒸发和氯化挥发；d部分为气体转换装置，用于控制a部分和b部分与c部分之间的连通。
纯氯化氢生产装置如图1中a部分，包括氯化氢发生器和氯化氢干燥器，氯化氢发生器主要包括烧瓶和滴液漏斗，氯化氢干燥器为干燥瓶。在一个高纯石英烧瓶(a1)上，密闭插入滴液漏斗(a4)，滴液漏斗(a4)的颈部插入深度接近于高纯石英烧瓶(a1)底部，滴液漏斗(a4)中间有球形观察窗(a2)，通过调节阀门(a3)大小，球形观察窗(a2)清楚可辨下滴数量和速度，产生的气体通过导管(a5)进入干燥瓶(a6)干燥。制备纯氯化氢气体过程为：于高纯石英烧瓶(a1)中小心倒入一定量高纯浓硫酸(根据需要可适当添加常规的催化剂，用于促进盐酸的快速挥发，如过氧化氢)，于滴液漏斗(a4)中倒入一定量的高纯盐酸，调节滴液漏斗(a4)阀门(a3)，让浓盐酸滴入浓硫酸中，浓盐酸滴入浓硫酸中时，会产生大量热，使盐酸变成氯化氢气体溢出，氯化氢气体通过导管(a5)进入干燥瓶(a6)干燥，干燥瓶(a6)内装有高纯浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性，干燥氯化氢气体，同时，通过计数氯化氢气泡数量和速度可大致作为流量计使用。
纯氮气生产装置如图1中b部分，包括氮气发生器及氮气纯化器和氮气干燥器；氮气发生器主要包括烧瓶和滴液漏斗，氮气纯化器为洗气瓶，氮气干燥器为干燥瓶。在一个高纯石英烧瓶(b2)上，密闭插入滴液漏斗(b8)，滴液漏斗的颈部悬于高纯石英烧瓶(b2)中部，滴液漏斗(b8)中间为球形观察窗(b3)，通过调节阀门(b5)大小，球形观察窗(b3)清楚可辨下滴数量和速度，产生的气体通过导管(b6)进入洗气瓶(b7)纯化，再进入干燥瓶(b9)干燥。
制备氮气过程为：于高纯石英烧瓶(b2)中倒入一定量饱和氯化铵溶液，于滴液漏斗(b8)中倒入一定量饱和亚硝酸钠溶液，打开可控温装置(b1)加热高纯石英烧瓶(b2)，待温度接近40～80℃时，停止加热。调节滴液漏斗(b8)阀门(b5)，让饱和亚硝酸钠溶液滴入饱和氯化铵溶液中，反应会产生热，使生成氮气溢出，氮气通过导管(b6)进入洗气瓶(b7)，洗气瓶(b7)装有高纯浓盐酸，进一步纯化氮气，再经过装有浓硫酸的干燥瓶(b9)，利用浓硫酸的吸水性，干燥氮气，同时，通过计数氮气气泡数量和速度可大致作为流量计使用。排空阀(b4)作为排空使用，防止余气压力过大。
基本化学反应方程式：
nh4cl+nano2＝nacl+nh4no2
nh4no2＝n2↑+2h2o
气体转换装置如图1中d部分及图2，主体结构为具活塞三通接头。由环和活塞组成，高纯石英制作，活塞有磨口密封面，环和活塞间开有通气孔，当活塞处于i位置时，b被堵住，只有a和c导管相通，气体能从a接口到达c出口；当活塞处于ii位置时，a被堵住，只有b和c导管相通，气体能从b接口到达c出口。通过活塞的转动，使a和b之间自由气体转换。
氧化干燥氯化分离装置如图1中c部分，包括热电偶c1；样本坩埚c2；双层夹套结构c3；罩盖c4；氧化干燥氯化分离器c5；水抽装置c6；可控硅电炉c7；控制器c8。氧化干燥氯化分离装置包括可控硅电炉及设置在可控硅电炉上的氧化干燥氯化分离器；氧化干燥氯化分离器的主体包括氧化干燥氯化分离室，氧化干燥氯化分离室顶部设有罩盖，底部设有两个样本坩埚；所述氧化干燥氯化分离室的侧壁和底部为整体双层夹套结构，调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，双层夹套结构c3内装有耐300℃而不分解的液体作为保温剂，液体可以是高沸点的酸，也可是其他高沸点的有机试剂，但必须是透明的，以便于透过观察样本坩埚c2内的情况；双层夹套结构c3的温度通过热电偶c1和控制器c8来耦合自动调节；气体通过氧化干燥氧化干燥氯化分离器罩盖c4分成两路到达样本坩埚c2上方，样本坩埚c2置于底部有相匹配凹槽的氧化干燥氯化分离器c5内；水抽装置c6通过调节水流大小来保证氧化干燥氧化干燥氯化分离室内一定压力差，便于产生的水蒸气和氯化碲导出装置之外。
高纯碲氧化、蒸发和氯化的过程：将高纯碲样品装入样本坩埚c2内，另一个样本坩埚作为对照空白，放在氧化干燥氯化分离器c5的对应凹槽内，再在样本坩埚内加入高纯硝酸(up级)，盖上罩盖c4，连接好各个导管，检查气密性。调节可控硅电炉c7加热双层夹套结构c3，待温度接近50℃时，耦合保温。待样本坩埚c2内高纯碲慢慢完全溶解成液体。调节滴液漏斗b8阀门(b5)，让饱和亚硝酸钠溶液滴入饱和氯化铵溶液，使生成氮气溢出；旋转气体转换装置d1到ii位置，让氮气通过氧化干燥氧化干燥氯化分离器盖c4再通过导管到样本坩埚过内约10分钟，打开水抽c6，通过调节阀门b5大小调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，待温度接近60℃时，耦合保温，待样本坩埚c2内溶液慢慢变成固体黄色氧化碲，继续保温30分钟至氧化碲干燥。再开排空阀b4，旋转气体转换装置d1到i位置，打开调节阀门a3，以一定速度滴入氯化氢发生器烧瓶内，使产生的氯化氢气体通过干燥瓶a6连续可数(每秒钟2个)，调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，保持温度在240℃，耦合保温，进行氧化干燥氯化分离至完毕。
本发明的检测分析5n级以上高纯碲的方法，具体过程为：
第一步，将高纯催化发生剂和高纯浓硫酸倒入氯化氢发生器烧瓶a1中；将高纯盐酸倒入氯化氢发生器的滴液漏斗a4内；在干燥瓶a6内倒入高纯浓硫酸；
第二步，将一定量饱和氯化铵溶液倒入高纯石英烧瓶(b2)；将一定量饱和亚硝酸钠溶液倒入滴液漏斗b8中；在洗气瓶b7装入高纯浓盐酸，在干燥瓶b9装入浓硫酸；打开可控温装置b1加热高纯石英烧瓶b2，待温度接近40～80℃时，停止加热。
第三步，将高沸点保温剂倒入氧化干燥氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3内部。
第四步，将一定量高纯碲装入样本坩埚c2内，另一个作为对照空白，放在氧化干燥氯化分离器c5的对应凹槽内，再在样本坩埚内加入高纯硝酸，盖上氧化干燥氯化分离器罩盖c4，连接好各个导管，检查气密性。
第五步，调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，待温度接近40～60℃时，耦合保温。待样本坩埚c2内高纯碲慢慢溶解成液体。
第六步，调节滴液漏斗b8阀门(b5)，让饱和亚硝酸钠溶液滴入饱和氯化铵溶液，使生成氮气溢出；旋转气体转换装置d1到ii位置，让氮气通过氧化干燥氯化分离器罩盖c4再通过导管到样本坩埚过内约10分钟，打开水抽c6，通过调节阀门b5大小调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，待温度接近60～80℃时，耦合保温，待样本坩埚c2内溶液慢慢变成固体黄色氧化碲，继续保温30分钟至氧化碲干燥。
第七步，打开排空阀b4，旋转气体转换装置d1到i位置，打开调节阀门a3，以一定速度滴入氯化氢发生器烧瓶内，使产生的氯化氢气体通过干燥瓶a6连续可数，调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离装置c5的双层夹套结构c3，保持温度在240～300℃间，耦合保温，进行氯化分离至完毕。
第八步，把空白坩埚和试样坩埚酸溶后进行icp-ms测定。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
本发明的高纯碲杂质富集装置结构简单，实用性强。可以实现高纯碲的氧化、干燥及氯化过程在同一密闭容器内完成，减少与外界接触的机会，降低了玷污的机率。并且通过生产高纯氮气和高纯氯化氢气体可以使氧化碲的干燥更彻底，氧化干燥氯化分离更容易完成，有利于实现杂质的富集，提高分析灵敏度。
本发明的高纯碲杂质富集装置具有基体分离速度快，基体去除干净，杂质保留完全，再现性好，操作简单等特点。
本发明的检测高纯碲的方法较好解决了icp-ms不耐基体问题，通过浓缩富集杂质，提高分析灵敏度，切操作简便，检测速度快，费用少，适用于质量控制分析和质量检定。
附图说明
图1为高纯碲杂质富集装置结构示意图；
图2为高纯碲杂质富集装置中气体转换装置结构示意图。
具体实施方式
以下具体实施例旨在进一步详细说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求保护的范围。
实施例1
准备过程：将高纯催化发生剂和500毫升高纯浓硫酸(up级)倒入氯化氢发生器烧瓶a1中；将200毫升高纯盐酸(up级)倒入氯化氢发生器的滴液漏斗a4内；在干燥瓶a6内倒入100毫升高纯浓硫酸(up级)；将450毫升饱和氯化铵溶液倒入高纯石英烧瓶(b2)；将200毫升饱和亚硝酸钠溶液倒入滴液漏斗b8中；在洗气瓶b7装入100毫升高纯浓盐酸(up级)，在干燥瓶b9装入100毫升浓硫酸(up级)；打开可控温装置b1加热高纯石英烧瓶b2，待温度接近50摄氏度时，停止加热；将高沸点保温剂(浓硫酸)倒入氧化干燥氧化干燥氯化分离装置c5的加热夹套c3中。
氧化过程：将某批次2.00克高纯碲样品装入样本坩埚c2内，另一个作为对照空白，放在氧化干燥氧化干燥氯化分离器c5的对应凹槽内，再在样本坩埚内加入10毫升高纯硝酸(up级)，盖上氧化干燥氧化干燥氯化分离器罩盖c4，连接好各个导管，检查气密性。调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离器c5的双层夹套结构c3，待温度接近50摄氏度时，耦合保温。待样本坩埚c2内高纯碲慢慢完全溶解成液体。调节滴液漏斗b8阀门(b5)，让饱和亚硝酸钠溶液滴入饱和氯化铵溶液，使生成氮气溢出；旋转气体转换装置d1到ii位置，让氮气通过氧化干燥氯化分离器罩盖c4再通过导管到样本坩埚过内约10分钟，打开水抽c6，通过调节阀门b5大小调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离器c5的加热夹套c3，待温度接近60摄氏度时，耦合保温，待样本坩埚c2内溶液慢慢变成固体黄色氧化碲，继续保温30分钟至氧化碲干燥。
氧化干燥氯化分离过程：开排空阀b4，旋转气体转换装置d1到i位置，打开调节阀门a3，以一定速度滴入氯化氢发生器烧瓶内，使产生的氯化氢气体通过干燥瓶a6连续可数(每秒钟2个)，调节可控硅电炉c7加热氧化干燥氯化分离装置c5的加热夹套c3，保持温度在240摄氏度，耦合保温，进行氧化干燥氯化分离至完毕。
测定：把空白坩埚和试样坩埚内滴加0.5毫升王水，加热溶解残渣，蒸至近干，加入1.0毫升硝酸(up级)溶解，定容至50毫升容量瓶中，混匀，icp-ms测定。
icp-ms测试条件和结果
注：hot为热焰；
cool为冷焰；
cct为碰撞池技术。