关于原子吸收光谱法痕量和微量铝测定

李兵 李金亮 王泽华

【摘要】由于原子吸收光谱法测定铝具有简单、快速的优点，因此它在测定痕量和微量铝方面获得了越来越广泛的应用，研究铝的原子吸收光谱测定也很有必要。

【关键词】原子吸收;光谱法;铝;测定

一、火焰原子吸收光谱法

（一）空气-乙炔火焰原子吸收法

1.普通空气-乙炔火焰法

原子吸收法中空气-乙炔火焰是应用最广泛的原子化法。铝在该火焰中形成耐热氧化铝，其熔点是2045℃，沸点是2980℃，故一般不能在此火焰中直接测定铝。

2.氧屏蔽空气-乙炔火焰法

用氧屏蔽空气-乙炔火焰法测定钢中铝（0.1～10%），分析方法比较简单。结果表明，HNO3对铝略有增感作用，HCL略有抑制作用。共存元素对铝的测定也有影响：Fe、Mo略有抑制作用，Ni、Mn略有增感作用;三氯化钛对铝的吸收有增感作用，并能抑制其它元素的干扰，改善稳定性。但此法耗气量大、噪音高、具有较强的火焰发射。

3.富氧空气-乙炔火焰法

富氧空气-乙炔火焰法测定铝，比较了不同有机试剂在此火焰中对铝的增感效应。当有机试剂的结构是在苯环的邻位均含有羟基及羧基的铝功能团，如铬天青S、铝试剂、钛铁试剂、磺基水杨酸及邻苯二甲酸氢钾等时，均具有相似的及最大的增感效应，其增感倍数约为2.0，特征浓度可达1.2μg/mL。与氧屏蔽空气-乙炔火焰法相比，此法耗气量小，噪音低，火焰稳定，且不易回火。

（二）笑氣-乙炔火焰原子吸收法

用空气-乙炔火焰测定铝，火焰温度不够高，灵敏度较低。故目前大都用笑气-乙炔火焰测定铝。曾报道用笑气-乙炔火焰法测定酸性废水中的铝，通过全程序空白试验得到本放法的最低检出浓度可至0.006mg/L。采用笑气-乙炔火焰温度高，能促使离解能大的化合物解离，同时其富燃火焰中除了C、CO、CH等未分解产物之外还有如CN、NH等成分，它们具有强烈的还原性，能更有效地抢夺金属氧化物中的氧，从而使许多高温难解离的金属氧化物原子化，使Be、B、Si、W、Mo、Ba、稀土等难熔性氧化物的元素对测定有干扰。但是因为这种火焰温度高，能排除许多化学干扰。在试液中加进大量的碱金属（1mL/mL～2mL/mL）能减少电离干扰。

二、石墨炉原子吸收法

火焰原子吸收法具有快速、准确等优点，特别是笑气-乙炔火焰的应用使铝的测定灵敏度进一步提高，但测定痕量铝时仍要预先富集。故近年来对石墨炉原子吸收法测定铝的研究较多，但灵敏度尚不能满足对某些试样的直接分析，而且测定中存在着非光谱干扰，其干扰程度取决于石墨管表面的化学性质和所使用的载气。石墨炉原子吸收的基体干扰十分严重，为减少和消除基体干扰，最终实现无干扰测定，人们进行了许多研究，比较行之有效的方法是联合运用平台、基体改进、表面涂层、Zeeman效应扣除背景、梯度升温和精确的自动进样技术。

（一）普通石墨炉原子吸收法

Shaw和Ottaway用普通石墨管测定了2mg/L的铝，相对标准偏差为7%。由于氯离子的干扰，只用硝酸溶解样品，这种就限制了此法的应用。在用硝酸和盐酸溶解样品时氯离子的干扰必须设法消除，可以通过加入硫酸、氨水和硫酸铵等形成易挥发的氯化物以消除干扰。尤其是硫酸铵的加入，能得到最好的重现性。硫酸钠和硫化钠的存在也会干扰铝的测定，可通过用模拟基体的工作曲线来消除干扰。

（二）改进的石墨炉原子吸收法

1.基体改进

石墨炉原子吸收法中，利用基体改进剂降低和消除基体干扰是常用的一种有效方法。采用钨与钽基体改进剂石墨管时，共存离子对铝的测定没有显著干扰;而用涂钽石墨管时，使用十多次后涂层即被侵蚀，较大比例的氯化物保留在灰化阶段，因此在原子化阶段，增加了氯化物对铝蒸汽相的干扰，产生了对铝测定的抑制作用。

2.改进型石墨管

由于测铝时受基体干扰严重，Slavin等用等温平台炉和Zeeman背景校正研究铝测定中共存离子的干扰及消除。而最方便有效的方法是用热解涂层石墨管，由于热解涂层石墨管比普通石墨管具有相对小的孔隙度，因此可避免试样对管内的渗透，加热时几乎只是表面蒸发，即所谓理想S型微粒蒸发。

三、铝原子化机理

按文献的观点，铝在石墨炉中的原子化过程可分为下列三种情况，即

因氯化物易挥发分解，故表现为灰化损失，原子化时已不存在。

但Al2O3除难能被碳还原外，还存在与碳的歧化反应

2Al2O3+9C→Al4C36COAl4C3虽然在3000℃会分解放出原子态铝，但正是Al4C3的生成与分解，使铝的线性遭到破坏，石墨管寿命变短，测量精度下降，所以Slavin反复强调用热解石墨管。

（3）Al2O3（g）→AlO（g）Al（g）O2（g）Al（g）O（g）邓勃等认为铝原子化只可能是氧化物的热分解产生的，这与他们的实验结果相一致。

四、结语

火焰原子吸收法尤其是笑气-乙炔火焰法测定铝具有较好的灵敏度，测定某些试样中的铝是可行的;石墨炉原子吸收法测定铝的灵敏度高于笑气-乙炔火焰，尤其是应用基体改进剂和涂层石墨管，灵敏度得到显著提高，是目前应用比较广泛的一种方法。总而言之，原子吸收光谱法测定铝，具有快速、简单的特点，适于普及应用。

参考文献：

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