测定实验室用纯水中硅的原子吸收分析法

傅 玉，唐 琨，张建柱

(天津泰达水业有限公司 天津300457)

测定实验室用纯水中硅的原子吸收分析法

傅 玉，唐 琨，张建柱

(天津泰达水业有限公司 天津300457)

采用分光光度法测定硅时，操作方法冗长，试剂空白高，不适应高纯水中硅的测定。探索利用石墨炉原子吸收光谱直接测定实验室用纯水中硅的条件，建立了测定规定实验方法。采用高温石墨炉原子吸收光谱测定硅时，由于硅能形成碳化物，会使测定的灵敏度降低。为了减少待测元素在石墨炉中形成碳化物，加入硝酸钯基体改进剂以改善灵敏度和精度。该方法的相对标准偏差为3.2%,～7.6%,，加入硅含量为40.0～160.0,µg/L的水样使其回收率为78.4%,～109%,。

原子吸收分析法 基体改进剂 实验室用纯水 硅 碳化物

硅是人类生存所必需的元素，饮用水中以偏硅酸形式存在的硅满足了人们的日常需求，超量或低量均会对人体健康造成危害。目前测定硅的方法较多，普遍采用硅钼蓝分光光度法，此法的缺点是操作时间冗长、试剂空白值高及干扰大。[1]采用石墨炉原子吸收法测定硅的方法始于 1974年，但由于硅在高温下受原子化器的表面性质、加热温度、加热时间与加热方式等因素的影响，极易生成高温难熔碳化硅，直接测定将影响该元素的灵敏度和精度。[2]将镧盐溶液注入石墨管预处理后测定纯水中的硅，测定时仍存在记忆效应。经多次实验，硝酸镁作为基体改进剂不能达到仪器推荐的满意效果，后采用 PE原装进口的硝酸钯基体改进剂测定实验室用纯水中的硅，能减少碳化硅的形成，提高测定的灵敏度和精度。[3]本文针对实验室用纯水，采用硝酸钯作为基体改进剂，建立了用石墨炉原子吸收法直接测定实验室纯水中硅含量的可靠的分析方法，简单快速准确，分析结果满意。[4]

1 实验原理

样品经适当处理后注入石墨炉原子化器。硅在高温下与石墨管中的碳生成碳化硅，在石墨炉内原子化高温蒸发解离为原子蒸汽。待测元素的基态原子吸收来自同种元素空心阴极灯发射的共振线，其吸收强度在一定范围内与金属浓度成正比。

1.1 试剂与材料

硅标准溶液由美国Accustandard公司提供；硝酸(ρ20＝1.42,g/mL)，高纯；基体改进剂为硝酸钯溶液，PE公司原装进口；高纯氩气。

1.2 仪器

AA600型石墨炉原子吸收分光光度计；硅元素空心阴极灯；高纯氩气钢瓶；自动进样器；50,mL具塞比色管。

测定硅的仪器参数如表1所示。

表1 测定硅的仪器参数表Tab.1 Parameters of silicon testing instrument

2 结果与讨论

2.1 灰化温度条件实验

图 1为不同灰化温度的灰化曲线。可以看出，在1,050～1,200,℃范围内显示的硅信号稳定。尽管灵敏度有所差异，灰化曲线的变化趋势是一致的。由于在实验过程中加入了硝酸钯基体改进剂，石墨管所形成的金属碳化物隔绝了硅与石墨的直接接触，减少了碳化硅的形成，本实验选用的灰化温度为1,100,℃。

图1 灰化温度的选择Fig.1 Selection of ashing temperatures

2.2 原子化温度

经实验测试，硅项目检测的灵敏度随原子化温度的提升而正向提升，但当原子化温度提升超过2,550,℃时，石墨锥及石墨管的消耗成极值趋势递增，因此建议检测硅项目时选用的原子化温度在2,500～2,550,℃之间。

2.3 标准曲线

仪器用 0.2%,硝酸溶液自动稀释硅标准使用溶液，配制成 0,μg/L、40,μg/L、80,μg/L、100,μg/L、120,μg/L、160,μg/L、200,μg/L的标准系列。

仪器参数设定后仪器自动吸取5,μL基体改进剂硝酸钯溶液以及20,μL试剂空白(0.2%,硝酸溶液作为试剂空白)，标准系列和样品，注入石墨管，启动石墨炉控制程序和记录仪，记录吸收峰高或峰面积并绘出工作曲线，相关系数可保证在0.999以上。

2.4 样品分析

样品需前处理，取 50,mL水样，加入 0.1,mL高纯硝酸。按绘制的标准曲线设定后的仪器参数记录吸收峰高或峰面积，直接查得水样中待测金属的质量浓度。

2.5 回收率及精密度

作为水样，配制 3种浓度分别为 40,µg/L、140,µg/L、160,µg/L的加标样品，进行回收率实验，结果见加标回收率表2。

分别在纯水中加入40,µg/L和100,µg/L的硅标准溶液进行测定，计算相对标准偏差(见表3)。

表3 精密度Tab.3 Degrees of precision

2.6 不确定度

单个实验室重复测定7次加标水样，其加入硅含量为 40.0～160.0,µg/L，相对标准偏差为 3.2%,～7.6%,。单个实验室测定加入硅含量为 40.0～160.0,µg/L的水样，回收率为78.4%,～109%,。

3 结 论

实验室用水对实验起着至关重要的作用，采用石墨炉原子吸收分光光度法测定实验室用纯水，优选原子化温度是硅检测的前提条件，选择合适的原子化温度既可以解决实验室用纯水中硅的检测，又减少了因超高温对石墨管的损耗。使用硝酸钯基体改进剂，可以提高测定灵敏度。[5]本方法适用于直接测定实验室用纯水中的全硅，可避免用分光光度法进行全硅测定时使用具有强腐蚀性的氢氟酸。该方法可满足实验室一级用水可溶性硅的标准要求。■

［1］ 杨延，宋立群. 测定电厂水中痕量硅的原子吸收分析法[J]. 华东电力，1999(11)：25-27.

［2］ 任玉林，郑衍生，李超生，等. 石墨炉原子吸收光谱法测定痕量硅的实验研究[J]. 分析化学，1990(8)：741-744.

［3］ 徐学敏，李希云，崔仙航. 无火焰原子吸收光谱测定痕量硅[J]. 光谱学与光谱分析，1984(4)：55-57.

［4］ 分析实验室用水规格和试验方法[S]. GB/T 6682-2008，2008.

［5］ 梁琼英，欧阳钢锋. 硅含量测定方法的新进展[J]. 广州化工，2000，28(1)：48.

Determination of Silicon in Laboratory Pure Flameless Atomic Absorption Spectrometry(AAS)

FU Yu，TANG Kun，ZHANG Jianzhu
(TEDA Water Company，Tianjin 300457，China)

When silicon is determined by spectrophotometry，the method features lengthy operation and high reagent blank and therefore unsuitable to measuring silicon in high-purity water．To this end we explore the conditions of silicon determination by using graphite furnace atomic absorption spectrometry directly，for the provisions of experimental methods．When using high-temperature graphite furnace atomic absorption spectrometry to measure silicon，silicon carbide can be formed，so that measurement sensitivity is affected．In order to reduce the formation of carbides analyte in a graphite furnace，add palladium nitrate matrix modifier to improve the sensitivity and accuracy．The relative standard deviation was 3.2%～7.6%，adding a silicon content of 40.0,μg/L～160.0,μg/L water samples so that the recovery could reach 78.4%～109%,.

atomic absorption analysis；matrix modifier；laboratory water；silicon；carbide

TV213.4

A

1006-8945(2016)07-0042-02

2016-06-06