电感耦合等离子体发射光谱法同时测定电子级磷酸中14种杂质元素

许 光，邓全道，罗虎，李爱力，林冠春，吴小海

（1.钦州出入境检验检疫局，广西 钦州535000，2.广西明利集团有限公司，广西 南宁530000）

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定电子级磷酸中14种杂质元素

许 光1，邓全道1，罗虎1，李爱力1，林冠春1，吴小海2

（1.钦州出入境检验检疫局，广西 钦州535000，2.广西明利集团有限公司，广西 南宁530000）

磷酸样品直接稀释20倍后，用光谱纯试剂磷酸进行基体匹配，用电感耦合等离子体发射光谱法测定溶液中待测元素特征谱线的强度。建立电感耦合等离子体发射光谱法同时测定电子级磷酸中的钙、钾、镁、铁、锌、铅、砷、铬、铜、锰、钠、铝、钴、锑的方法。研究结果显示，该法测定精度高，各元素的相对标准偏差（RSD，n＝11） 均＜2．0%，加标回收率为89．7%~109．3%，具有消解用试剂量少，操作简单，检测速度快，多元素同时测定，减少环境污染等优点。

微波消解；电感耦合等离子体发射光谱法；电子级磷酸；元素测定

电子级磷酸，属高纯磷酸，是电子行业使用的一种超高纯化学试剂，属于微电子化学产品之一。电子级磷酸主要用于电子企业晶片生产过程中的清洗，是电子工业不可替代的无机化工产品，在电子工业中扮演着高级钳工和保洁员角色——在集成电路和硅平面管生产中，普遍用铝膜作电极引线，在对铝膜进行光刻时，必须用电子级磷酸作为酸性清洗腐蚀剂。电子级磷酸应用于发展前途广阔的IT产业，被称为“磷酸行业皇冠上的明珠”。

电子级磷酸要求高纯度，也就是要求其中金属杂质含量低到一定要求，因此能够快速、准确地检测电子级磷酸中的金属杂质含量，就尤为重要。电感耦合等离子体发射光谱法［1~3］具有灵敏度高，多元素同时快速检测的能力，能够极大地缩短检测时间。现行的行业标准［4~5］用电感耦合等离子体发射光谱法测定磷酸中金属元素的含量，但采用标准加入法，过程复杂，方法繁琐，而且只测定6种元素。本文用光谱纯试剂磷酸进行基体匹配，有效地消除了基体效应，样品稀释20倍后，用电感耦合等离子体发射光谱法用电感耦合等离子发射光谱法测定电子级磷酸中的钙、钾、镁、铁、锌、铅、砷、铬、铜、锰、钠、铝、钴、锑，方法简单，快速，准确度高。

1 实验部分

1．1 仪器

全谱直读等离子发射光谱仪。

1．2 试剂

去离子水 （电阻率：18．2MΩ·cm，20℃），H3PO4（光谱纯），钙、钾、镁、铁、锌、铅、砷、铬、铜、锰、钠、铝、钴、锑的单元素国家标准溶液：（1000 mg·L-1）。

1．3 仪器工作条件

仪器工作条件见表1。

表1 发射光谱仪仪器工作参数Table 1 Optimal operating conditions for ICP－AES

1．4样品处理

准确称取5 g电子级磷酸样品，精确到0．0002 g，试样置于100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度。

1．5 混合标准系列的配制

使用各元素的标准储备液配制成相应的混合标准系列溶液，同时加入与样品等同量的光谱纯磷酸作为基体匹配剂。

2 结果与讨论

2．1 分析谱线的选择

共存元素激发产生谱线有可能引起光谱干扰，因此在选择分析谱线时，通常选择背景低，信背比高，灵敏度高，基体对待测元素谱线不干扰或干扰很小，无自吸现象的谱线。本方法中，每个待测元素选择5条分析谱线，根据仪器信号值，谱图，灵敏度，相关系数，线性，重复性，确定了各待测元素的分析谱线，见表2。

2．2 基体干扰

采用基体匹配可有效地消除基体效应，磷酸中主要的基体干扰来自磷酸根，应在配制混合标准溶液时加入与试样中质量分数相近的光谱纯磷酸做匹配。电子级磷酸纯度高，因此直接采用与样品量相当的光谱纯磷酸做基体匹配。同时磷酸在溶液中会产生较强的酸效应，改变了溶液的物理性质，降低了样品溶液进入等离子体的量，使等离子体的激发温度下降，对金属的分析信号强度起到抑制作用，因此本法选择了5%的进样量。

2．3 标准工作曲线和检出限

采用空白溶液和5个混合标准溶液浓度绘制标准工作曲线，连续测定空白溶液11次，以其3倍标准偏差计算方法的检出限，结果见表3。结果表明，该方法的线性较好，各元素相关系数均大于0．999896，对钙、钾、镁、铁、锌、铅、砷、铬、铜、锰、钠、铝、钴、锑，方法检出限理想。

表2 检测元素分析谱线table 2 spectrum line for measured elements

表3 元素的线性范围和检出限table 3 linear rang，correlation and detection limit of the method

2．4 方法精密度

按照上述样品前处理方法和仪器工作条件，对样品连续测定11次，结果见表4。各元素的RSD均小于2．0%，结果满意。

表4 方法精密度table 6 precision test of the method

2．5 方法准确度

用本法测定样品，同时与标准加入法的测定值进行比较，所得结果见表5。由结果可以看出，本方法的测定值与国标测定方法检测值相符合，均在国家标准允许范围内。

3 结论

本方法研究了电感耦合等离子体发射光谱法同时测定电子级磷酸中的钙、钾、镁、铁、锌、铅、砷、铬、铜、锰、钠、铝、钴、锑14种元素，线性关系好，方法精确度高，与其他方法相比，快速，准确，同时具备多元素同时检测能力，提高了检测效率，缩短了检测时间，适合日常检验的需要。

表5 本法测定值与标准加入法测定结果对比table 7 comparison of analytical results by the method with standard addition method

［1］ 王德志，李宗惠.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定磷酸中钙，镁，铁，铝［J］.光谱实验室，1991，8（3）：42-45．

［2］ 辛仁轩．等离子体发射光谱分析［M］．北京：化学工业出版社，2004．

［3］ 邓全道，许光，林冠春．微波消解－耐氢氟酸系统进样电感耦合等离子发射光谱发测定锰矿中铝磷镁铁锌镍 ［J］.冶金分析，2011，31（1）：35-39．

［4］GB 3149－2004，食品添加剂磷酸 ［S］．

［5］SN／T 2049－2008，进出口食品级磷酸中铜、镍、铅、锰、镉、钛的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法［S］．

Determination of 14 Elements in Electronic Phosphoric Acid by Inductively Coupled Plasma-atomic Emissions Spectrometric

XU Guang1，DENG Quan-dao1，LUO Hu1，LI Ai-li1，LIN Guan-chun1，WU Xiao-hai2
（1．Qinzhou Entry－Exit Inspection and Quarantine Bureau，Qinzhou 535000，China；2．Guangxi Mingli Group Co．Ltd．，Nanning 530000，China）

A method for the determination of calcium，potassium，magnesium，aluminium，sodium，arsenic，antimony，lead，cobalt，chromium，copper，iron，manganese，zinc in electronic phosphoric acid by inductive coupled plasma-atomic emission spectrometric was developed．The method had realized synchronous determination of many elements and no interference was found between the detected elements．The recoveries of these elements were 89．7%～109．3%，and relative standard deviation（RSD，n＝11）＜2．0%．Compared with the commonly used single-element analytical techniques，the proposed method had the advantages of more reliable and more efficient．

microware digestion；inductively coupled plasma－atomic emission spectrometry；electronic phosphoric acid；element determination

O 657.3

A

1671-9905（2011）05-0042-04

许光（1981-），男，广西宾阳人，汉族，大学本科，助理工程师，主要从事进出口食品、石油化工品、矿产品检测，E－mail：rguang12＠163．com

2010-02-24