火焰原子吸收光谱法测定4,4′-二羟基二苯甲酮中痕量元素的几种前处理方法比较研究

冯雪松*， 赵 宇

(武汉大学化学与分子科学学院，湖北武汉 430072)

4,4′-二羟基二苯甲酮属于二苯甲酮类衍生物，常用作化工、医药、染料、农药、塑料、涂料及工程材料的中间体，其合成方法已有文献报道[1-4]，但该化合物在合成过程中容易引入K、Na、Ca、Fe、Mg、Al等杂质，影响产品质量，因此对4,4′-二羟基二苯甲酮中的杂质元素实现快速准确测定显得尤为重要。原子吸收光谱法是痕量元素测定中最常用的方法之一，但在测定前必须对样品进行前处理。目前，常用的样品前处理技术包括干法灰化、微波消解、液-液萃取等[5 - 11]。胆碱是一种环境友好离子液体，离子液体双水相具有粘度低、分相快、不易乳化、萃取效率高、可以回收利用等优点[12,13]。基于此，本文比较了干法灰化、微波消解、胆碱溶液直接溶解三种前处理方法对4,4′-二羟基二苯甲酮中痕量元素测定的影响，优化了操作条件，结果表明，三种方法的精密度和准确度均满足要求，测定结果无显著差异。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

ContrAA700连续光源原子吸收分光光度计(德国，耶拿)；IRIS Intrepid ⅡXSP电感耦合等离子体发射光谱仪(美国，热电元素)；WX-4000微波消解仪。

火焰原子吸收法元素的测定条件：589.5924 nm、燃气90 L/h、燃助比0.22(Na)，766.4908 nm、燃气80 L/h、燃助比0.20(K)，422.6728 nm、燃气80 L/h、燃助比0.22(Ca)，248.3270 nm、燃气60 L/h、燃助比0.15(Fe)，285.2125 nm、燃气70 L/h、燃助比0.18(Mg)和396.1520 nm、燃气70 L/h、燃助比0.18(Al)；燃烧头高度除K为8 mm外，其它元素均为6 mm；Ca和Al使用笑气-乙炔火焰，Na、K、Fe、Mg使用空气-乙炔火焰。

浓HNO3(优级纯，国药集团)和胆碱(48%～50%水溶液，东京化成)用于样品的消解；CsCl(高纯，阿拉丁)作为原子吸收分析中的基体改进剂；K、Na、Ca、Fe、Mg、Al标准溶液(1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心)。实验用水为去离子水。

4,4′-二羟基二苯甲酮粉末为送检样品。

1.2 样品处理

1.2.1干法灰化准确称取1 g左右的4,4′-二羟基二苯甲酮样品于25 mL瓷坩埚中，加盖留缝，以便有充足的氧气，放入马弗炉中，缓慢升温至550±25 ℃灼烧4 h，待冷却后取出，无黑色碳粒，加入2 mL浓HNO3，在控温电炉上150 ℃消解至干，再加入5 mL HNO3(1+4)溶解灰分，无损失转移至25 mL容量瓶，加入2.5 mL CsCl溶液(10 000 mg/L)，用去离子水定容，同时做试剂空白。

1.2.2微波消解准确称取5份0.2 g左右4,4′-二羟基二苯甲酮样品，分别置于聚四氟乙烯高压消解罐中，加入5 mL浓HNO3，放置过夜，加盖加套，于微波消解仪中按程序消解，消解完成冷至室温，取出，打开盖子，在专用的控温电炉上加热赶酸至干，加入1 mL HNO3(1+4)加热溶解，将其全部转移至25 mL容量瓶中，加入2.5 mL CsCl溶液(10 000 mg/L)，用去离子水定容，同时做试剂空白。微波消解程序：120 ℃，压力1 013.25 kPa，2 min；160 ℃，压力1 823.85 kPa，4 min；190 ℃，压力2 634.45 kPa，4 min。

1.2.3胆碱直接溶解法准确称取0.5 g左右的4,4′-二羟基二苯甲酮样品于25 mL容量瓶中，加入20 mL 5%胆碱溶液，2.5 mL CsCl溶液(10 000 mg/L)，用超声震荡仪超声20 min使之彻底溶解，用去离子水定容，同时做试剂空白。

2 结果与讨论

2.1 三种前处理方法的比较

实验对干灰化法、微波消解法和胆碱直接溶解三种处理方法进行了比较，得到的测定结果列于表1。可以看出，干法灰化的测定结果略低于微波消解和胆碱直接溶解，但三种处理方法得到的结果没有显著差异。

表1 不同前处理方法样品的测定结果

2.2 分析性能

将三种样品前处理方法与原子吸收光谱法相结合，得到各目标元素的回归方程、相关系数和检出限列于表2。其中，干法灰化和微波消解两种处理方法共用一条工作曲线。取批号为B150402的样品，用三种方法分别进行处理，计算每种方法的精密度，测定结果列于表3。可见，三种处理方法的重现性良好。

表2 目标元素的回归方程、相关系数和检出限

2.3 方法准确度验证

2.3.1加标回收实验采取标准加入法对批号为B150403-1的样品进行加入回收实验，结果列于表4。可以看出，干法灰化的回收率在88.1%～92.4%之间，而微波消解和胆碱直接溶解的回收率在98.7%～105.6%之间，说明微波消解和胆碱直接溶解样品损失较小。另外，从检测结果看，该批次样品的Ca元素有超标，说明该方法可用于产品质量控制检测。

表3 不同前处理方法的重现性(n=6)

表4 三种处理方法的加标回收率

2.3.2仪器间对比实验为了进一步验证方法的准确性，取批号为20141201的样品，分别用微波消解和胆碱溶解方法进行前处理后，用火焰原子吸收法(FAAS)和电感耦合等离子体原子吸收光谱法(ICP-AES)进行测定，结果列于表5。两种方法测定结果吻合较好。

表5 FAAS法和ICP-AES法测定结果比较(n=5)

3 结论

本文将火焰原子吸收光谱法用于4,4′-二羟基二苯甲酮中痕量元素的测定，比较了干法灰化、微波消解和胆碱溶液直接溶解三种样品前处理方法。结果表明，三种方法的精密度和准确度均满足分析测定要求；相对而言，微波消解快速准确，而胆碱溶液直接溶解样品更加快捷、廉价，在4,4′-二羟基二苯甲酮的质量控制中具有良好的应用潜力。