土壤中铜、锌、钼、银、镉、锡、铅的电弧光谱测定方法与流程

本发明由四川省科技计划资助（2017gz0299），与采用e5000电弧直读发射光谱仪针对地质化探样品中金属元素的测定方法有关。

背景技术：

目前，采用e5000电弧直读发射光谱仪主要针对地质化探样品的ag、b、sn、mo、pb等元素进行检测。采用上电极为平头柱状电极，直径4.5mm，下电极为细颈杯状电极，外径5.5mm，孔深4mm，壁厚0.6mm，上下电极分析过程中间距保持在3mm。其采用的的检测方法为滴入2滴含2%（体积分数）蔗糖的乙醇水溶液（10g蔗糖溶于500ml50%的乙醇中），90摄氏度烘干半小时以上；缓冲剂的成分k2s2o7、naf、al2o3、碳粉，质量比为22:20:44:14（内含质量分数为0.007%的geo2作为内标），预燃阶段激发电流为5a，电压为80v，激发频率100hz的方式。缺点：1）采用直流电作为激发光源的稳定性不如交流电；2）采用滴加蔗糖的方式提高检测结果稳定性，却增加了分析方法流程；3）内标in元素的蒸发行为规律性远优于ge元素，且与各目标元素的蒸发行为较为一致。从相关文献报道来看，电弧发射光谱还主要应用于易挥发元素的检测，如何将其应用于不同挥发程度的多元素快速检测、扩展其应用范围必将成为未来关注的焦点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种流程简单，应用于不同挥发程度的多元素快速检测，检测结果的稳定性高的土壤中铜、锌、钼、银、镉、锡、铅的电弧光谱测定方法。

本发明是这样实现的：

土壤中铜、锌、钼、银、镉、锡、铅的电弧光谱测定方法，所用设备为电弧全谱直读光谱分析仪，缓冲剂由氟化钠、焦硫酸钾、三氧化二铝、碳粉组成，质量比，氟化钠：焦硫酸钾：三氧化二铝：碳粉=5：23：55：17，在缓冲剂中另外加入质量百分比为0.1%三氧化铟作为内标，固体土壤样品和0.0350g缓冲剂、0.0300g碘化钾置于5ml坩埚中，依次放入研钵中研磨1min，最后装入石墨电极中压紧。仪器工作条件；采用交流电弧作为激发光源，电流17a；谱线选择：cu223.01、zn334.50、mo315.82、ag328.07、cd228.80、sn284.00、pb287.33、in293.26；铜、锌、钼、银、锡、铅截取曝光时间47s、镉截取曝光时间25s。通过光谱采集系统获得光源信号，再经过基于ccd阵列检测器的高分辨全谱型罗兰圆光谱仪分光和信号采集，获得所激发固体土壤样品的所有光谱，通过元素谱线强度对数值和标准曲线特征光谱的强度对数值进行比较，经计算直接获得固体土壤样品中的元素成分和含量。

从图1可以看出，lu和ge元素的蒸发行为规律性较差；bi和in元素的蒸发行为具有规律性，且与缓冲剂中各目标元素的蒸发行为较为一致，但bi元素短时间内光强的变化速度过快且合成标准物质中含有该元素。为进一步通过观测目标元素与内标in的蒸发行为，项目组据此做了进一步的试验，其所得结果如图2所示。

从图2可以看出，内标in与目标元素的蒸发行为基本一致。

本发明与背景技术的方案对比如下：

电极：

缓冲剂组成：

分析线对（内标）

检出限（内标）

检出限基本相当，且能满足地质调查的要求。

本发明的优点如下：

针对目标元素中cu223.01、zn334.50、cd228.80、sn284.00、pb287.33易挥发元素，本发明缓冲剂可以保证目标元素的激发，稳定各元素的蒸馏速度的一致性，有利于易挥发元素的检测并增加了检测结果的稳定性，本发明内标in元素的蒸发行为规律性远优于ge元素，且与各目标元素的蒸发行为较为一致，本发明采用交流电作为激发光源，光源的稳定性高。本发明流程简单，应用于不同挥发程度的多元素快速检测，检测结果的稳定性高。

附图说明

图1为内标元素蒸馏曲线。

图2为内标in与目标元素的蒸发曲线。

具体实施方式

固体进样—电弧全谱直读光谱分析仪，型号e5000型，聚光科技（杭州）股份有限公司生产。

（1）电极规格：电极规格：10mm×3mm×0.5mm，颈长9mm环状石墨电极。本发明电极的优点为在相同的条件下进行激发，环状电极比平头电极更为稳定。平头电极中的样品经弧烧后均出现了飞溅，即冒出的现象；而环状电极经弧烧后则烧结完好，未出现飞溅等现象。这是由于在相同的放电条件下，平头电极的孔壁环状电极较薄、电极头的温度更高、反应更为激烈。

（2）缓冲剂（5+23+55+17）：分别称取5g氟化钠、23g焦硫酸钾、55g三氧化二铝、17g碳粉在玛瑙研钵中，研磨8h以上进行磨细混合。此缓冲剂中另外加入0.05%三氧化铟作为内标。

（3）土壤中铜、锌、钼、银、镉、锡、铅的电弧全谱直读光谱测定技术：称取0.0500g试料和0.0350g缓冲剂、0.0300g碘化钾置于5ml瓷坩埚中，依次放入玛瑙研钵中研磨1min，最后装入石墨电极中压紧。仪器工作条件：采用水平电极架；采用交流电弧作为激发光源，电流17a；谱线选择：cu223.01、zn334.50、mo315.82、ag328.07、cd228.80、sn284.00、pb287.33、in293.26；铜、锌、钼、银、锡、铅截取曝光时间47s、镉截取曝光时间25s。

电弧直读发射光谱通过光谱采集系统获得光源信号，再经过基于ccd阵列检测器的高分辨全谱型罗兰圆光谱仪分光和信号采集，获得所激发样品的所有光谱。通过元素谱线强度对数值和标准曲线特征光谱的强度对数值进行比较，经计算直接获得固体样品中的元素成分和含量。

技术特征：

技术总结
本发明为土壤中铜、锌、钼、银、镉、锡、铅的电弧光谱测定方法，解决电弧全谱直读光谱测定方法流程复杂，不适于不同挥发程度的多元素快速检测，检测结果的稳定性不高的问题。缓冲剂：质量比，氟化钠：焦硫酸钾：三氧化二铝：碳粉=5：23：55：17，加入质量百分数为0.05%三氧化铟作为内标，采用交流电弧作为激发光源，电流17A；谱线选择：Cu 223.01、Zn334.50、Mo315.82、Ag328.07、Cd228.80、Sn284.00、Pb287.33、In293.26；铜、锌、钼、银、锡、铅截取曝光时间47s、镉截取曝光时间25s。获得光源信号，经过基于CCD阵列检测器分光和信号采集，获得所激发固体土壤样品的所有光谱，通过元素谱线强度对数值和标准曲线特征光谱的强度对数值进行比较，经计算获得土壤样品中的元素成分和含量。

技术研发人员：钟琦;李小英;楚景涵;谢勇;李自强;苏文峰
受保护的技术使用者：四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心（国土资源部成都矿产资源监督检测中心）
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.01.25