过氧化氢产品中部分微量元素测定方法

周 沂，聂筱云

（1.福州一化化学品股份有限公司，福建福州350003；2.中盐江西兰太化工有限公司）

依据蒽醌法［1-2］生产过氧化氢过程的实际情况，过氧化氢产品中除含有GB/T 1616—2014《工业过氧化氢》中列出的主要组分外，还因生产过程中试剂的添加或者元素的带入， 从而在产品中引入了部分微量元素P、Fe、K 等。 过氧化氢产品在工业中的应用极为广泛，比较有代表性的有污水处理、造纸［3］、电子、医药等行业。微量元素含量的多少对于普通用户没有大的影响， 但是对于对此项指标有严格要求的终端用户就显得极为重要。 笔者以电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）为检测手段，建立了过氧化氢样品中部分微量元素的测定方法， 探讨形成较为简单便捷的检测规程， 以便更好地服务于对微量元素有特殊要求的用户。

1 实验部分

1.1 样品、试剂和仪器

样品： 中盐江西兰太化工有限公司生产的过氧化氢，规格分别为27.5%、35.0%、50.0%（质量分数）。

原料和试剂：M22 混合标准溶液，硝酸（优级纯），实验室用水均为去离子水，氩气（压缩气体）。

仪 器：BSA224S 型 电 子 天 平，Optima-8000 型ICP-OES 光谱仪，Lab-tech H130 型循环水机， 大龙移液枪。

1.2 过氧化氢中P 的测定

过氧化氢中P 的来源主要是过氧化氢生产过程中需要添加磷酸三辛酯、磷酸、含磷类稳定剂等，随着产品的形成过程被带入产品中。 P 的组成形态以有机物和无机物的混合形式存在， 通过合理调整工作液的组分比例，达到对此项指标的控制，从而降低P 在过氧化氢产品中的含量。 目前P 的检测方法包括磷钼蓝分光光度法［4］和ICP-OES 法。 从样品预处理、配套试剂、检测时间、效率等方面综合考虑，采用ICP-OES 法效果更佳。

检测过程：样品先进行预处理，并依次设置检测参数，如P 最佳波长（213.617 nm）、等离子体流速（15 L/min）、辅助气流速（0.5 L/min）、雾化器流速（0.55 L/min）、射频功率（3 000 W）、进样量（1.5 mL/min）、分析方法（标准加入法）、标样质量浓度（10.0、20.0 mg/L）等。 表1 为过氧化氢样品中P 的测定结果（以50.0%过氧化氢为例）。其中：方程式采用标准加入法，截距为77 482.3，斜率为5 236，相关系数为0.999 998。

表1 过氧化氢中P 的测定结果

表2 为过氧化氢样品中P 的加标回收率实验结果。 由表2 看出， 过氧化氢样品中分别加入5.0、10.0、15.0、20.0 mg/L 系列的标准溶液， 样品中P 的加标回收率为99.60%～100.06%。 综上可知，50.0%过氧化氢样品中P 的质量浓度为14.800 mg/L。

表2 过氧化氢样品P 的加标回收率实验结果

1.3 过氧化氢中Fe 的测定

过氧化氢中Fe 的来源主要是过氧化氢生产过程中使用的原料药剂以及工艺管道中Fe 析出的带入。 Fe 的组成形态以无机物形式存在，对过氧化氢产品质量的影响主要体现在稳定度指标上。因Fe 含量较低， 生产过程中对Fe 含量没有提出特殊的要求。目前过氧化氢样品的指标没有将Fe 列入。 目前实验室对Fe 的检测多采用1，10-菲啰啉分光光度法［5］。 而采用ICP-OES 法分析过氧化氢样品中的Fe，综合优势较为明显。

检测过程：样品先进行预处理，并依次设置检测参数，如Fe 最佳波长（238.204 nm）、等离子体流速（15 L/min）、辅助气流速（0.5 L/min）、雾化器流速（0.55 L/min）、射频功率（3 000 W）、进样量（1.5 mL/min）、分析方法（标准法）、标样质量浓度（0.1、1.0 mg/L）等。 需要特别说明的是，对采用的硝酸或纯水试剂，应排除其中含有的微量Fe 对过氧化氢样品的影响。表3 为1.0 mg/L 的Fe 标准溶液数据分析（N=10）结果，10 次数据分析的平均值为1.000 6 mg/L，标准偏差为0.002 11 mg/L。 表4 为1.0 mg/L 的Fe 标准曲线检测限分析（N=10）结果，方法的检测限为0.006 3 mg/L。表5 为过氧化氢样品中Fe 含量测定结果，27.5%、35.0%、50.0%过氧化氢样品中Fe 质量浓度依次为0.116、0.148、0.167 mg/L。

表3 1.0 mg/L 的Fe 标准溶液数据分析（N=10）结果

表4 1.0 mg/L 的Fe 标准曲线检测限分析（N=10）结果

表5 过氧化氢样品（27.5%、35.0%、50.0%）中Fe 含量测定结果

1.4 过氧化氢中K 的测定

过氧化氢中K 的来源和形态与Fe 基本相同，对产品质量的影响也主要表现为稳定度指标上。 因K 含量较低， 生产控制过程对此项指标也没有提出特殊的要求。 目前微量K 的检测方法有离子色谱法、原子吸收法、发射光谱法等。而采用ICP-OES 检测样品中的K，也取得较为满意的结果。

检测过程：样品先进行预处理，并依次设置检测参数，如K 最佳波长（766.490 nm）、等离子体流速（15 L/min）、 辅助气流速（0.8 L/min）、 雾化器流速（0.55 L/min）、射频功率（3 000 W）、进样量（1.5 mL/min）、分析方法（标准法）、标样质量浓度（1.0、10 mg/L）等。需要特别提出的是， 整个实验过程避免使用玻璃瓶盛装及处理样品，以免对K 检测结果带来不确定影响。 表6 为10.0 mg/L 的K 标准溶液数据分析（N=10）结果，10 次数据分析得到的平均值为10.001 6 mg/L，标准偏差为0.002 87 mg/L。 表7 为10.0 mg/L 的K标准曲线检测限分析（N=10）结果，方法检测限为0.008 6 mg/L。表8 为过氧化氢样品中K 含量测定结果，27.5%、35.0%、50.0%过氧化氢样品中K 质量浓度依次为2.670、2.548、2.913 mg/L。

表6 10.0 mg/L 的K 标准溶液数据分析（N=10）结果

表7 10.0 mg/L 的K 标准曲线检测限分析（N=10）结果

表8 过氧化氢样品（27.5%、35.0%、50.0%）中K 含量测定结果

2 实验中存在的影响因素

1）标准溶液的浓度及配制：ICP-OES 法因其良好的线性， 使得其采用的标准溶液的浓度跨度上可以适当放大。 而对于多元素标准溶液的配制与选择上， 应充分考虑到各元素之间可能存在的相互影响或基体溶剂的干扰因素。综合考虑，采用市场上生产的多元素混合标准溶液， 更方便在日常实验中保存和使用。 但是，对于分析频次较多的实验室，采用自行配制较为经济方便。 使用的标准溶液及样品溶液等均应现用现配，以保证检测结果的准确性。

2）实验方法的设置：ICP-OES 法常用的实验方法有标准法、标准加入法、内标法等。采用内标法时，内标物的选用不能影响待测元素的定量分析。

3）样品处理的几种方法：待测样品根据其成分的复杂程度以及待测元素的要求， 一般需要对样品进行预处理或消解，常用的处理方法有高氯酸消解法、微波消解法、盐酸溶解法、碱熔融法、稀释法等。

4）使用试剂注意事项：ICP-OES 法应用于样品的微量元素定量分析时， 对标样和样品的处理要求严格， 原则上不得带入可能影响所需检测的微量元素或干扰物质， 所以在试剂选择上尽可能采用优级纯试剂。

5）实验器皿的选择：预处理或消解过程所采用的实验器皿必须与日常化学分析中使用的实验器皿区分开来，如烧杯、蒸发皿、移液枪等，防止样品发生污染。

6）基体匹配：尽可能采用待测样品与标准溶液的一致基体，避免对仪器的雾化效果产生干扰，从而影响检测数据的准确性。

3 结论

前期对过氧化氢样品进行预处理， 然后采用标准加入法测定了样品中的P 含量， 相关系数为0.999 998，加标回收率为99.60%～100.06%；采用标准法测定了过氧化氢样品中的Fe 和K 含量， 方法检测限分别为0.006 3 mg/L 和0.008 6 mg/L。 同时提出了实验过程中需要重视的影响因素，如样品处理、试剂选择、实验器皿、标准溶液的配制、基体匹配等。从总体来看， 对于过氧化氢样品中P、Fe、K 等微量元素的检测，可选择的检测方法各有不同。从实验数据来看，以ICP-OES 为检测手段，通过加标回收率实验及方法检测限数据来看， 方法的综合优势较为明显。