氢化物发生－原子荧光光谱法测定纯铝中的痕量汞*

张馨予，王劲榕

(昆明冶金研究院，云南 昆明 650031)

氢化物发生－原子荧光光谱法测定纯铝中的痕量汞*

张馨予，王劲榕

(昆明冶金研究院，云南 昆明 650031)

应用氢化物发生－原子荧光光谱法测定纯铝中的痕量汞，研究了纯铝溶解的最佳条件，在优化的试验条件下，汞的检出限为0.03 ng/mL，回收率在96.0%～104.0%之间，相对标准偏差为0.9%。方法简便、快速、准确度高、基体干扰小，可测定纯铝中0.000 0X%～0.00X%范围内的汞，结果良好。

氢化物发生;原子荧光光谱法;铝;汞

铝在人们的生活中运用广泛，常用的易拉罐、饭盒、储水罐都是铝制品。汞是环境中重要的有毒有害元素，汞污染的不断加剧对人类健康和环境造成了极大危害［1］。如果金属铝中所含的汞超出标准，人体长期食用，必然会严重损害健康。因此检测纯铝中的汞，以保证使用铝制品后不会给人体带来伤害是非常必要的。

国标方法铝及铝合金中汞含量的测定［2］，采用王水溶样，冷原子吸收光谱法测定，王水溶解纯度很高的铝 (质量分数大于99.95%)很难溶解，特别是称样量大时 (大于0.3g)，所需时间极长，而且溶解过程中还要注意控制温度不能太高，操作难度大，而且需配备一台冷原子吸收测汞仪，对于只有原子荧光光谱仪的实验室就无法测定。氢化物发生－原子荧光光谱法［3］灵敏度高，大量基体元素不能进入原子化器，基体干扰小，是新近发展起来的一种有效的微量及痕量分析方法，解决了分析汞、砷、铋、硒、碲、锑、铅等元素时遇到的难题，近年来在金属中微量或痕量砷、锑的测定中得到越来越多的应用［4］。

准确快速测定纯铝中的痕量汞，关键在于样品的溶解，本法采用在水浴的条件下使用硝酸、氢氟酸低温溶解样品，溶解速度快，汞无挥发损失，采用氢化物发生－原子荧光光谱法测定，纯铝为云南铝业公司委托检测的样品。此方法具有简便、准确、灵敏、快速的特点。

1 实验部分

1.1 仪器及测量条件

AF－610A原子荧光分析仪 (北京瑞利分析仪器公司);汞空心阴极灯。

所有的玻璃器皿均用1.6 mol/L硝酸浸泡24 h以上，用水冲洗干净后，最后用纯水洗净备用。试验的仪器测量工作条件见表1。

表1 仪器测量条件Tab.1 Instrument measurement conditions

1.2 试剂

硼氢化钾溶液 (2 g/L):称取1.0 g硼氢化钾溶于500 mL 2 g/L氢氧化钾溶液中，摇匀，用时现配。

0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重铬酸钾溶液:称取1 g重铬酸钾溶于适量水中，加入硝酸100 mL，用水稀释至2 000 mL，摇匀备用。

汞标准储备液 (100 μg/mL):准确称取0.1354 g经干燥过的氯化高汞，溶于0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重铬酸钾溶液中，转移入1 000 mL容量瓶中，用0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重铬酸钾溶液稀释至刻度，摇匀。

汞标准中间液 (1μg/mL)及汞标准工作使用液 (50 ng/mL):用时根据需要用0.8 mol/L硝酸－0.5 g/L重铬酸钾溶液逐级稀释。

硝酸、氢氟酸:优级纯。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的处理

称取0.100 0～0.500 0 g铝样品于250 mL聚四氟乙烯烧杯或铂金皿中，先加入少许蒸馏水，再加入3mL HNO3、2～4 mL HF，水浴加热溶解样品，待样品完全溶解后，稍冷，将溶液移入50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，同时做试剂空白。

1.3.2 标准曲线的绘制

取100 mL容量瓶，分别加入50 ng/mL的汞标准工作使用液0，1.00，2.00，4.00，8.00 mL，6 mL HNO3，用水稀释至刻度，摇匀。此标准系列汞浓度为 0，0.5，1.0，2.0，4.0 ng/mL，现用现配，汞浓度在0～10 ng/mL内呈线性关系。

1.3.3 样品测定

将试剂空白及处理好的样品按仪器工作条件进行氢化物发生－原子荧光光谱法测定。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的选择

2.1.1 负高压灯电流和原子化器高度的选择

试验结果表明，原子荧光光谱仪负高压在280～300 V时，荧光强度值最大，荧光强度随灯电流增加而增大。考虑到灯的使用寿命和测定的灵敏度等因素，试验选择负高压为280 V(新灯)，使用一段时间后，负高压可调至300 V。灯电流为55 mA(新灯)，灯随着使用时间的增加，灯电流可适当调至60 mA。仪器在280 V负高压和灯电流55 mA的条件下，选择不同的原子化器高度进行试验测定，选择原子化器高为7 mm时仪器条件最佳。

2.1.2 载气流量的影响

仪器在280 V负高压和灯电流55 mA的条件下，在500～1 000 mL/min范围内改变氩气流量，汞的荧光强度在600～700 mL/min内较大且趋于稳定。

2.1.3 原子化器温度的选择

按以上选定条件，改变原子化器温度，试验结果表明，在室温条件下，汞的荧光强度不高;相反，在低温条件下，汞的荧光强度很高，因此原子化器温度选择低温档。

2.2 样品消解条件的选择

2.2.1 溶样方式的选择

由于金属铝的两性，可以采取碱溶或酸溶两种方式，碱溶一般采用NaOH溶解，根据试验结果，NaOH溶解纯铝后，汞的回收率在20%～30%，因此不宜采用碱溶的方式。国标法采用王水溶解，但样品分解慢，所需时间长，考虑Al和F易形成稳定的络合物，采用氢氟酸和硝酸溶样，效果很好，汞的回收率达96.0%～104.0%。国标法与本法溶解样品对比见表2。

表2 国标法与本法溶解样品时间对比Tab.2 Sample dissolving time comparison between national standard method and the method mentioned in this paper

从表2看出，采用本法溶样时间大大缩短，特别是高纯铝 (Al质量分数≥99.99%)，采用本法比国标法更有优势。

2.2.2 溶样器皿的选择

由于使用氢氟酸溶解纯铝样品，因此可以选择聚四氟乙烯烧杯或铂金皿进行溶样，两者均可，考虑到使用成本，一般选用聚四氟乙烯烧杯。

2.2.3 HF的影响

1)HF加入量对汞测定的影响:经过试验，抽取一定量的纯Hg标准，随着HF加入量的增加，汞的荧光强度逐渐下降，原因是F离子和Hg会形成络合物，F离子浓度越高，形成的络合物越多，汞的荧光强度就越低。本次试验在纯Hg标准中，分别加入1 mL、2 mL、3 mL、4 mL HF，按试验条件测定回收率，Hg的回收率在99% ～68%。结果表明加入2mL以下的 HF不影响试验结果，见表3。

表3 HF加入量对汞测定的影响Tab.3 The effect of HF adding volume on mercury determination

2)溶液中Al基体存在下，HF加入量对汞测定的影响:经过试验，溶液中存在0.1 g以上Al基体时，HF对纯汞标准荧光强度的影响不大。原因是Al和F能形成较Hg和F更稳定的络合物，因此在Al基体大量存在的情况下，HF的加入量对汞的测定无影响，按试验条件测定回收率，Hg的回收率在96% ～105%，见表4，因此样品按实验方法溶解时，加入2～4 mL HF时，对汞的测定无影响。

表4 在Al基体量一定的条件下HF加入量的影响Tab.4 The effect of HF adding volume on mercury determination when Al matrix existed

2.2.4 硝酸浓度的影响

按实验方法，加入不同量的硝酸进行测定，结果表明硝酸浓度在0.32～1.6 mol/mL时，汞的荧光强度变化很小，试验选用硝酸浓度为0.96 mol/mL。

2.2.5 溶样的温度

由于汞很容易挥发，因此在溶解中，温度不宜过高，试验采用水浴的方式溶解样品，结果满意。

2.3 铝基体及杂质元素的干扰

试验结果表明，Al基体在0.5 g以下不干扰汞的测定。纯 Al中的杂质元素有:Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Ti、V、Ga、Mn，在实验选定条件下，50 mL体积中对100 ng的Hg标准液以测量相对误差不大于10%为不影响条件，结果表明下列元素量(μg):Fe(10 000)、Mn(1 000)、Cu(10 000)、Mg(100)、Ti(1 000)、V(1 000)、Ga(50)不干扰Hg的测定。Ca、Zn不影响Hg的测定。

2.4 检出限和精密度

在仪器测量工作条件下，对空白溶液进行连续11次测定，求出其标准偏差SD。求得k=3时，汞的检出限为0.03 ng/mL。对于2 ng/mL的汞标准溶液经7次连续测定，汞的相对标准偏差 (RSD)为0.9%。

2.5 汞的回收率实验

按实验方法进行汞的回收率试验，结果见表5。

表5 回收率试验Tab.5 Recovery rate experiment

由表5可知回收率在96.0%～104.0%，结果满意。

3 结语

采用氢化物发生－原子荧光光谱法测定纯铝中的汞，方法快速、简捷、易操作，加标回收率在96.0%～104.0%之间，可实现纯铝中微量及痕量汞的分析测定。

［1］孙淑兰．汞的来源、特性、用途及对环境的污染和对人类健康的危害［J］．上海计量测试，2006，(5):7－9．

［2］GB/T 20975.1－2007，铝及铝合金化学分析方法第1部分:汞含量的测定 冷原子吸收光谱法［S］．

［3］李小红．原子荧光光谱法测定化探样品中砷、锑、铋和汞［J］．理化检验:化学分册，1999，35(3):119－120．

［4］王劲榕．氢化物发生－原子荧光光谱法测定金属锌中微量砷锑［J］．云南冶金，2006，35(3):78－80．

Determination of Trace Mercury in Pure Aluminum by Hydride Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry

ZHANG Xin－yu，WANG Jing－rong
(Kunming Metallurgy Research Institute，Kunming，Yunnan 650031，China)

Hydride generation－atomic fluorescence spectrometry method is applied to determine trace mercury in pure aluminum，the optimum condition of pure aluminum dissolving is researched too，under the optimized experiment condition，the detection limit of mercury is 0.03 ng/mL，the recovery rate is 96.0% ～104.0%，the relative standard deviation is 0.90%．This method is simple，rapid，and has high accuracy，the interference of matrix is small，it can determine mercury in pure aluminum at the range of 0.0000X% ～0.00X%，and the result is good．

hydride generation;atomic fluorescence spectrometry;aluminum;mercury

O657.31

A

1006－0308(2011)06－0053－04

2011－06－10

张馨予 (1985－)，女，云南腾冲人，助理工程师。