环境水样中 Cr( Ⅲ )测定方法（二）

　　【来源/作者】北纳创联 

　　1 结果与讨论

　　1.1 ICP–AES 仪器条件的选择

　　1.1.1 元素分析波长的确定

　　在 1.3 仪器操作条件下获取全谱图， 参考谱线库， 综合谱线峰值、 背景强度及灵敏度等因素， 选定Cr 元素的分析波长为 283.563 nm( 扣除背景位置283.526 nm 和 283.605 nm)。

　　1.1.2 仪器工作参数的优化

　　优化 ICP–AES 仪器分析条件时以精密度越好、检出限越低、 基体效应越小为目标。在建立分析检测方法之前最重要的是优化高频功率、 雾化压力和观测高度［10］。

　　高频功率既影响分析线发射强度也影响光谱背景的发射， 从而使信噪比发生变化， 进而影响到检出限。信噪比越高， 检出限越低， 所以应首先选定测定所需最优高频功率。 试验研究了功率从1.00～1.50kW， Cr( Ⅲ ) 信噪比的变化， 最终确定高频功率为1.15 kW。雾化压力与载气流量成正比， 载气流量的变化会明显影响谱线发射的强度， 进而影响到精密度。

　　试验测定了雾化压力从 172 kPa(25 psi) 变化至 241kPa(35 psi) 时 Cr( Ⅲ ) 谱线发射强度的变化， 最终确定雾化压力为 207 kPa(30 psi)。

　　1.2固相萃取条件的优化

　　1.2.1pH 值的选择

　　配制了 Cr( Ⅲ )， Cr( Ⅵ )， Zn²⁺ ， Fe( Ⅲ )， Pb ²⁺ ，Cu²⁺ ， Hg²⁺ ， Ni²⁺ ， Co²⁺ ， Mn²⁺ 质量浓度均为 1 μg／mLpH 1～7 混 合 金 属 离 子 溶 液， 研 究 固 相 萃 取 剂ZSCMNPs 在不同 pH 值下对 Cr( Ⅲ ) 的富集性能，结果如图 1 所示。

　　由图 1 可知， pH 2.5～7 时 Cr( Ⅲ ) 可达到 95％以上的定量吸附， 考虑到 Cr( Ⅲ ) 在较低的 pH 和电位的介质中比较稳定， 试验确定溶液酸度为 pH 2.5。

　　1.2.2洗脱条件和动力学平衡时间的选择

　　Cr( Ⅲ ) 富集后能否定量分离取决于洗脱液， 分别以 HCl 溶液和 HNO 3 溶液作为洗脱液， 通过不同体积、 浓度、 类型测试， 最终选定 2 mL 1 mol／L 的HNO ₃ 溶液为洗脱液。吸附和解吸附的超声时间是表征富集分离动力学平衡状态的重要参数。试验测得富集 10 mL 1µg／mL 的 Cr( Ⅲ ) 溶液仅需超声 5 min， 而解吸附时所需最少时间为 3 min。

　　1.2.3最大样品体积和富集因子

　　固相萃取材料能否从体积尽可能大的溶液中快速定量富集金属离子， 以及能否在一定质量下尽可能多的富集金属离子是衡量其应用价值的因素。

本试验通过配制一系列体积或浓度连续增大的溶液研究该新型材料的富集性能。测得最大样品体积为250 mL， 饱和吸附容量为 15.2 µg／mg， 富集因子为125。

　　1.2.4共存离子的影响

　　分别将表 1 所示不同离子按表中浓度加入到 1μg／mL Cr( Ⅲ ) 离子溶液中配制得到混合溶液， 研究高浓度干扰离子共存时 ZSCMNPs 对 Cr( Ⅲ ) 的富集分离性能， 结果见表 1。由表 1 可知， 表中的共存离子在其浓度范围内对 Cr( Ⅲ ) 离子测定结果没有明显的影响。

　　1.3线性方程与检出限

　　在 1.3 仪器条件下按照浓度从低到高的顺序测定 1.4 中配制的系列标准溶液， 仪器软件自动以标准系列溶液的质量浓度为横坐标， 发射强度为纵坐标绘制标准曲线。线性回归方程为Y=7 684.7X+308.65， 线性范围为 1～50 μg／L， 线性相关系数 r=0.999 9。

根据IUPAC的定义， 对空白样品进行8次测定，以 3 倍标准偏差计算方法的检出限， 计算得本方法的检出限为 0.09 μg／L， 满足痕量分析的要求。

　　1.4精密度试验

　　在确定的实验条件下， 测定黄河水样中的Cr( Ⅲ ) 含量， 结果见表 2。由表 2 可知， 测定结果相对标准偏差为 2.6%， 表明本方法具有较好的精密度。

　　1.5准确度试验

　　用该方法测定 3 种实际环境水样中 Cr( Ⅲ ) 的含量， 并进行加标回收试验， 结果见表 3。由表 3 可知， 采用标准加入法得到目标离子 Cr( Ⅲ ) 的回收率为 97.7%～104.8%， 说明该方法具有较高的准确度。

　　2结语

　　采 用 自 制 的 新 型 磁 氧 体 固 相 萃 取 材 料ZSCMNPs 作为固相萃取剂， 以 ICP–AES 法测定样品中的 Cr( Ⅲ ) 含量。该方法能快速富集分离和准确定量检测样品中 Cr( Ⅲ ) 的含量， 满足环境水样分析检测要求。


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