原子吸收光谱法测定纯铼中痕量元素钠*

任慧，孙建新

[航空材料检测与评价北京市重点实验室，中航工业北京航空材料研究院，中航(试金石)检测科技有限公司，北京 100095]

铼是稀有难熔金属，具有高熔点、高强度及良好的塑性，并且具有优异的机械稳定性。铼没有脆性临界转变温度，在高温和急冷急热条件下均有很好的抗蠕变性能，适于超高温和强热震工作环境［1，2］。铼及铼合金的特殊性能，使其应用非常广泛，成为国防、航空、航天、核能以及电子工业等现代高科技领域极其重要的新材料之一，特别是在航空航天领域的火箭、各类空间返回舱、卫星等的超耐热部件和次耐热部件的应用已经日益引起了各国材料学家的高度重视［3–5］。随着国防工业的发展，新产品不断推出，各种性能优异的材料对其成分的要求愈加严格，纯金属铼中杂质元素的含量对材料性能的影响非常大。火焰原子吸收光谱法(AAS)是测量痕量钠含量的最佳技术手段之一［6–8］，是一种分析准确度高、操作简便、分析周期短、效率高的分析方法，具有低的特征浓度和良好的检测能力，在钢铁、铝合金、镁合金［9–10］等合金中已得到广泛应用，但应用于纯铼中痕量钠的测定未见报道。笔者通过大量研究工作建立原子吸收光谱法测量纯铼中痕量钠，为日常的测试工作提供可靠、便捷的检测方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

原子吸收光谱仪：Aanalyst100型，美国PE公司；

乙炔：纯度不小于99.5%；

硝酸：MOS级；

氯化铯：光谱纯；

氯化铯溶液：20 mg/mL，称取40 mg氯化铯加入置于500 mL烧杯中，加入100 mL水中，搅拌溶解后转移到200 mL容量瓶中，定容摇匀；

Na标准溶液A：0.10 mg/mL，称取0.254 21 g经400～500℃灼烧到无爆破声的氯化钠(优级纯)于500 mL烧杯中，加200 mL水溶解。移入1 000 mL容量瓶中用水稀释至刻度，混匀；

Na标准溶液 B ：1 μg/mL，移取 10 mL Na标准溶液A置于1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀；

铼：纯度为99.99%，天津市光复精细化工研究所；实验所用水均为超纯水。

1.2 仪器工作条件

波长：589.0 nm；灯电流：5 mA；光谱通带：0.2 nm；空气流量：4.0 L/min；乙炔流量：2.5 L/min。

1.3 样品处理

称取0.500 0 g纯铼样品于150 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入3 mL HNO3，溶解，转移入25 mL塑料容量瓶中，加入10 mL Na标准溶液B和2 mL氯化铯溶液，以水定容。同时做试剂空白。

1.4 实验方法

按1.2仪器工作条件，以试剂空白为参比测定样品溶液的吸光度，标准曲线法测定样品溶液中Na的含量。

2 结果与讨论

2.1 光谱通带的选择

由于光谱通带对元素分析有重要影响，因此试验了光谱通带对0.5 g Re+0.001% Na样品溶液中Na吸光度的影响，结果见表1。由表1可知，光谱通带由0.2 nm改为0.7 nm时，样品溶液中Na的吸光度降低，因此选择光谱通带为0.2 nm。

表1 光谱通带对Na吸收的影响

2.2 灯电流的选择

按1.3制备溶液，按1.2仪器工作条件只改变灯电流的大小，测量Na的吸光度，Na的吸光度随灯电流变化曲线见图1。由图1可知，灯电流对Na吸光度有显著影响，Na的吸光度随灯电流增大而降低，因此选择灯电流为5 mA。

图1 灯电流对Na(10 μg)吸收的影响

2.3 乙炔流量的选择

按1.3制备溶液，按1.2仪器工作条件只改变乙炔流量的大小，测量Na的吸光度，Na吸光度随乙炔流量的变化见图2。

图2 乙炔流量对Na吸光度的影响(10 μg Na)

由图2可知，Na的吸光度随乙炔流量增大而增大，因此选则乙炔流量为2.5 L/min。

2.4 电离抑制剂的选择

电离效应是原子吸收光谱法测定碱金属元素的一类主要干扰。选择CsCl和La2O3作为电离抑制剂进行试验，按实验方法配制溶液，电离抑制分别加入含铯20 mg/mL的氯化铯溶液2.5 mL，含镧10 mg/mL的氯化镧溶液2.5 mL测量样品溶液中的Na，结果见表2。结果表明，CsCl可消除Na测量的电离干扰，且效果显著；而La2O3对消除Na测量的电离干扰略有帮助，但效果不如CsCl明显。因此，选择CsCl作为本方法的电离抑制剂。

表2 电离抑制剂对Na吸收的影响

比较不同体积CsCl溶液(0.5～2.5 mL)对样品溶液中Na吸收的影响，结果见表3。

表3 不同量CsCl溶液(0.5～2.5 mL)对Na吸收的影响

根据表3结果，实验选择2 mL含铯20 mg/mL的CsCl溶液作为电离抑制剂。

2.5 溶解酸的用量

纯铼样品通常采用硝酸作为溶解酸，实验了不同硝酸用量对Na的影响，结果见表4。

表4 不同硝酸用量对Na吸收的影响

表4结果表明，硝酸用量的变化对Na吸收的影响不大，因此选择3 mL硝酸溶解样品。

2.6 基体影响试验

按实验方法配制一系列溶液，分别加入不同Re量(100～500 mg)进行基体影响试验。结果表明，Re对Na的吸收有抑制作用，随着Re量的增加，Na的吸光度均趋于稳定(见图3)，因此基体Re的影响可通过工作曲线匹配来消除干扰。偏差，以3倍标准偏差除以标准工作曲线的斜率得到该方法的检出限为0.001 4 μg/mL。

2.8 线性方程、线性范围

图3 原子吸收光谱法基体Re对Na吸光度的影响

按照铼中Na的含量范围，按1.3配制，加入 0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL Na 标 准 溶液B并进行测量。结果表明，Na的质量分数在0.000 1%～0.001%范围内与吸光度线性关系良好，线性方程为A=176.1c+0.004，相关系数为r=0.999 7。

2.9 回收试验与精密度试验

2.7 方法的检出限

连续测定10次空白溶液的吸光度，计算其标准

根据1.3处理试样并且带试剂空白，与试样平行操作。采用标准加入法，以试样溶液标准加入法测得的Na含量减去试剂溶液标准加入法测得的Na含量计算回收率，结果列于表5。结果表明，本方法精密度、准确度满足分析要求。

表5 原子吸收光谱法测定样品中Na的分析结果 %

3 结果

采用AAS法测定纯铼中痕量元素Na，测量结果的精密度与准确度高，该法具有操作简便、分析时间短、干扰少等优点，满足科研生产的要求，填补了行业内检测纯铼中钠元素含量的空白。

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［10］HB 5219.11–1998 镁合金化学分析方法原子吸收光谱法测定镍含量［S］.