基于DOE实验设计的卤水中锂分析方法优化

柴达木盆地西部地区的南翼山油田卤水锂资源丰富,共存元素复杂,传统的火焰原子吸收光谱法在测定该体系中锂含量时,基体干扰严重。而且油田卤水在各蒸发浓缩阶段的离子浓度变化幅度较大,一般的基体匹配法繁琐不便。研究采用Design of Experiments(DOE)实验设计,通过干扰元素的显著性分析、消电离剂的选择及干扰模型的建立,对传统的火焰原子吸收测定锂的分析方法进行了优化。运用部分因子实验设计研究了南翼山油田卤水中钙、锶、钾、钠、镁、铵、硼等主要共存离子及离子间交互作用对锂分析的影响规律,考察了各干扰元素的显著性程度。研究表明,钙、锶、镁、钠以及钙*硼在锂测定分析过程中存在显著干扰,其显著性从大到小排序为钙锶镁钙*硼钠。针对钙、锶、镁、钙*硼干扰,可加入消电离剂进行沉淀消除,通过比较分析,草酸钾作为消电离剂加入的除干扰效果最佳,锂测定相对误差从-20.75%降低至-12.15%;对于样品中的钠干扰,运用响应曲面实验设计,拟合方程建立干扰模型,通过方差分析及拟合度分析,回归方程各项p值均为0.000,方程的R-sq, R-sq(调整)与R-sq(预测)分别为99.96%, 99.96%以及99.95%,表明所建立的模型及方程各项显著,且回归方程拟合度较好。实验以各蒸发浓缩阶段的南翼山实际卤水与西藏龙木错实际卤水为样品,对消电离剂和干扰模型进行实验验证。结果显示,加入草酸钾消电离剂后,锂加标回收率在89.30%～98.60%之间;使用钠干扰模型校正后,锂加标回收率可提升至98.88%～101.40%,表明锂测定的准确度得到大幅提高。该方法不仅适用于南翼山油田卤水分离的整个过程,也同样适用于其他盐湖卤水,可以为盐湖企业锂元素的准确测定提供技术支持。     

ICP-AES测定鲜蔬果等农作物中硅

试样经料理机打成浆体,湿-干法（700-750℃）消解完全,HCI-HF溶解后,加入适量H_3BO_3消除氟离子干扰,基体匹配后用ICP-AES测定鲜蔬果等农作物中硅。方法检出限0.48mg/L,回收率88%—120%,ICP-AES测定值与重量法测定值一致。本方法可快速、准确测定Si含量≥2.4mg/kg的农作物样品。     

ICP-AES测定粉末冶金材料中钨、钼等八种元素

用硝酸、高氯酸和氢氟酸溶解样品,在0.025 mol·L-1 EDTA介质中,采用一种标准溶液,用ICP-AES光谱法测定样品溶液中Ni,Cu,V,Mn,W,Mo,Co,Cr的含量。研究了基体和共存元素对分析元素光谱的影响,选择合适的波长,测定了分析结果的精密度,方法的检出限和回收率,结果表明,分析方法有很低的检出限,样品分析结果的相对标准偏差小于1%,加入回收率在98.2%～101.6%,方法准确、可靠、简便、快速,满足生产要求。     

双铂网雾化和超声雾化进样系统对ICP-AES分析性能的影响

从元素检出限、基体效应、ICP稳健性及记忆效应方面实验研究了双铂网雾化与超声雾化两种进样方式对ICP-AES分析性能的影响。结果表明,在超声雾化进样条件下,Cu,Pb,Zn,Cr,Cd,Ni的检出限较双铂网雾化的检出限降低了6～23倍;在基体效应方面,超声雾化进样时基体对元素原子及离子谱线强度的影响均较双铂网雾化系统明显,元素谱线增强/减弱的幅度受元素谱线、基体组成和浓度的影响;Ca和Mg基体对谱线强度的影响强于K和Na基体;离子谱线受基体的影响明显强于原子谱线。超声雾化系统进样时ICP的稳健性要劣于双铂网雾化系统,而且超声雾化系统的记忆效应较双铂网雾化器严重。     

N-邻羟基苯基马来酰胺酸-改性活性炭对Cu(Ⅲ)的吸附性能

研究了新型吸附剂N-邻羟基苯基马来酰胺酸-活性炭(AC-HPMA)对样品中Cu(Ⅱ)的固相萃取并用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定。优化了pH值、吸附剂(AC-HPMA)的用量、流速等条件以达到定量吸附(≥95%),同时考察了共存离子的影响和洗脱剂的洗脱条件。本法测定Cu(Ⅱ)的检出限为0.27μg.L-1,将其应用于茯苓、黄河水、青海湖水中的Cu(Ⅱ)含量的测定,加标回收率在96.3%—99.0%之间;用于测定标准物质中铜离子的含量,结果与标准物参照值一致。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定碘的研究

建立了用ICP AES测定碘的新方法 ,采用PHD氢化物发生器将亚硝酸钠和样品溶液分两路送入雾化器 ,使碘离子氧化为挥发性的碘单质而提高碘的传输效率。解决了过去碘的发射信号随放置时间的增加而变小的问题。同时发现采用亚硝酸钠作氧化剂在低酸度下可消除氯离子的干扰 ,方法的检出限为 14ng·mL-1,精密度为 1 2 % (c=2 μg·mL-1,n =10 )回收率为 99 44 % ,本方法已用于食盐和海水中碘的测定 ,结果令人满意     

碘-四氯化碳萃取光度法间接测定食品中的痕量过氧乙酸

高锰酸钾去除样品中其他过氧化物后 ,在稀硫酸介质中 ,在 p H1 .0— 3.0条件下 ,过氧乙酸与碘化钾反应释出碘 ,建立了碘 -四氯化碳萃取光度法间接测定痕量过氧乙酸的方法。共存离子基本不干扰测定 ,过氧乙酸的检出限为 0 .0 7μg· m L-1 ,回收率在 93.5 %— 97.7%之间。与其它方法比较 ,结果较为令人满意。     

离子交换树脂-固相萃取富集-电感耦合等离子体光谱法测定水中重金属元素

建立了离子交换树脂-固相萃取富集-电感耦合等离子体光谱(ICP-AES)联用测定水中的重金属元素Zn,Mn,Cu,Co,Ni,Cd,Pb的方法。实验采用Dowex50WX8强酸型阳离子交换树脂,通过优化富集分离条件和排除共存离子的干扰,最终确定最佳的样品pH,样品流速,洗脱液种类和浓度,样品体积分别为3.0~4.0,3.0 mL·min-1,3.0 mol·L-1 HNO₃,200 mL。方法中各元素的检出限和定量限范围分别为0.09~0.45和0.31~1.50 μg·L-1,加标回收率和相对标准偏差RSD(n=6)分别为95.3%～104.2%和1.25%～4.12%。采用该方法测定不同地区的样品,并与直接采用ICP-MS法进行对比,其测定结果基本吻合。实验表明该方法的检出限,定量限可以满足水中重金属元素Zn,Mn,Cu,Co,Ni,Cd,Pb的检测要求,准确性和精密度好,结果可靠,适用于测定水中Zn,Mn,Cu,Co,Ni,Cd,Pb。     

石墨炉原子吸收光谱法测定中药黄姜中微量镉的研究

建立了以钯为基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定中药黄姜中微量镉的方法。考察了基体改进剂的用量、灰化/原子化温度和常见共存离子等因素对测定的影响。在优化实验条件下,方法的检出限为0.075 ng·mL-1,相对标准偏差(RSD)为3.8％,回收率90％-110％。     

冷原子荧光光谱法测定BIT中微量汞

建立1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)中微量汞的测定方法。采用水浴消解样品,以氯化亚锡作还原剂,用冷原子荧光光谱法测定汞含量。本法检出限为0.018μg·L-1,RSD=2.82%,回收率为87.8%—97.8%。该方法简单快速,灵敏度高,可作为BIT中微量汞的测定方法。     

无富集进样原子荧光光谱法测定地表水中的痕量汞

通过增大样品进样量的方式,样品进样量是标准进样量的10-100倍,降低了汞的检出限,从而达到了无富集直接进样测定地表水中痕量汞.其检出限为0.008μg/L;浓度为0.05μg/L和0.10μg/L左右的有证标准物质测定均值分别为0.0483μg/L和0.1016μg/L,加标回收率为92.3％和95.2％.灵敏度高,精密度好,能达到准确定量Ⅰ类和Ⅱ类地表水汞(0.05μg/L以下)的要求.对汉江湖北段水样进行测定,在较洁净的地表水分析中,氧化还原处理后与酸化水样测定结果差异不大,处理后水样结果略微增大.建议对较洁净的地表水样品将氧化还原预处理步骤省略掉,直接进样.     

孔雀石绿-铁(Ⅱ)体系催化动力分光光度法测定雨水中微量过氧化氢

基于在pH 4.0的H₂SO₄介质中,Fe（Ⅱ）对H₂O₂氧化孔雀石绿褪色反应的催化作用,建立了一种在常温下测定H₂O2浓度的催化光度分析方法。在孔雀石绿吸收峰618nm波长处测得的吸光度降低值（△A）与过氧化氢浓度在0—50μmol·L^-1范围内呈线性相关,回归方程为△A=0.0171C+0.0191,检出限为1.0μmol·L^-1（s/n=3）。本法可以方便、快捷的用于雨水中微量过氧化氢的测定,结果满意。     

Triton X-100增敏催化动力学光度法测定痕量亚硝酸根

基于稀硫酸介质中,Triton X-100对亚硝酸根催化氯酸钾氧化甲基紫褪色反应的增敏作用,建立了测定痕量亚硝酸根的Triton X-100增敏催化动力学光度法.方法的线性范围为0.004-0.26μg·mL-1,检出限为9.24×10-10g·mL-1.测得反应表观活化能为75.33kJ·mol-1.方法简便、快速,选择性好.用于水样及蔬菜祥品中痕量亚硝酸根的测定,结果满意.     

明胶水凝胶固化方法的水体中铜元素LIBS检测研究

水污染已是当今世界最严重的环境问题之一,如何提高水体重金属污染检测灵敏度、降低检测限、减少样品预处理程序、实现原位分析等已成为科研工作关注的热点。基于明胶水凝胶固化方法开展了CuSO₄溶液中Cu元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)检测研究。采用Nd∶YAG激光器（输出波长1 064 nm,脉宽8 ns）作为激光光源,将明胶与CuSO₄溶液混合并通过加热、搅拌、老化等操作将CuSO₄溶液制成凝胶状固体,选取Cu Ⅰ 324.7 nm和Cu Ⅰ 327.4 nm作为分析谱线,通过研究铜等离子体光谱强度随明胶与CuSO₄溶液质量比例的变化关系,获得了明胶CuSO₄溶液质量比例为2.5%的最佳实验条件,与直采CuSO₄溶液相比Cu Ⅰ 324.7 nm和Cu Ⅰ 327.4 nm的光谱强度分别增加了2.26和2.11倍,信背比分别增强了190.74和318.77倍。在明胶与CuSO₄质量分数比为2.5%的最佳实验条件下,制备了Cu2+浓度分别为8,12,16,24,48和64 mg·L-1的CuSO₄标准溶液的明胶凝胶样品,分别采用100,80和60 mJ激光能量对制备的6种浓度的CuSO₄标准溶液的明胶凝胶样品进行LIBS检测分析,建立了分析线Cu Ⅰ 324.7 nm和Cu Ⅰ 327.4 nm的定标曲线。在激光能量100,80和60 mJ下,Cu Ⅰ 324.7 nm的线性拟合系数R2分别为0.999,0.989,0.984,检测限分别为0.30,0.66和6.37 mg·L-1;Cu Ⅰ 327.4 nm的线性拟合系数R2分别为0.997,0.973和0.956,检测限分别为0.45,0.88和10.20 mg·L-1。研究结果表明：明胶水凝胶固化方法能够增强CuSO₄溶液中铜元素LIBS光谱强度,有效提高了LIBS在水体重金属检测中的灵敏度,减低了检测限。分析线Cu Ⅰ 324.7 nm线性拟合系数和检测限均优于Cu Ⅰ 327.4 nm,检测限和线性拟合系数随激光能量的增加改善程度增强,在激光能量100 mJ时,Cu Ⅰ 324.7 nm的定标曲线的线性拟合系数R2为0.999,检测限为0.30 mg·L-1,达到了富集方法的检测水平。明胶水凝胶固化方法样品制备程序简单,未引入污染元素,为LIBS技术应用于水体重金属污染检测提供了一种新方法。     

液液萃取-原子荧光光谱法测定地表水中的甲基汞

介绍了一种将液液萃取分离富集方法与原子荧光光谱法联用直接测定环境水样中甲基汞的新方法。采用液液萃取法将甲基汞从样品基体中分离出来,发现了适合直接测定甲基汞的原子荧光光谱法分析条件,步骤简单,尽量避免了样品前处理和分析过程中的形态转化与干扰等问题。在最优化的实验条件下,方法检出限为5.0ng·L^-1,精密度（用RSD表示）为8.6%(甲基汞含量0.1μg·L^-1,n=7),对池塘水和河水进行加标回收实验,平均回收率在82.0%—109.0%之间。     

电解分离-ICP-AES测定铜-银-磷钎料中的磷

采用电解法分离铜后,电感耦合等离子体-原子发射光谱法直接测定了铜-银-磷钎料中磷的含量。实验表明,在1.0moI·L^-1硝酸电解液中可以使铜基本电离完全,对磷的测定不产生干扰。在最佳的测定条件下,该法用于铜-银-磷钎料中磷的测定,回收率在98.3%—102.4%之间,相对标准偏差2.28%。     

溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法测定富锶矿泉水中的锶

锶元素是人体不可缺少的微量元素,饮用富锶矿泉水可以为人体补充锶。目前用于检测富锶矿泉水中锶元素的常规分析方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、离子色谱法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法/质谱法等,具有检测灵敏度高、检测稳定性好的优点,但是相关仪器体积庞大,价格昂贵,能耗高,有些还需要使用惰性/特殊气体,不适合现场、实时和在线连续监测。因此,发展小型化、低成本、快速的光谱检测对锶元素的有效测量具有重要意义。溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是近年来发展迅速的水体金属离子测量方法,具有检出限低、成本低、小型化等优点。因此,建立溶液阴极辉光放电-原子发射光谱系统,实现了富锶矿泉水中锶元素的浓度测量。实验考察了溶液阴极辉光放电装置中放电电流、溶液流速和pH值等参数对锶的信背比的影响,确定了定量分析元素锶的最佳实验条件：溶液流速1.85 mL·min-1、溶液阴极辉光放电装置的放电电流75 mA,pH 1.0的HNO₃作为电解质。选取波长为460.77 nm的光谱线作为锶元素的分析谱线。在上述最佳工作条件下对锶的溶液进行测定,锶元素的发射光谱稳定性为0.52% (n=21)。锶的质量浓度在0.1～20 mg·L-1范围内与其发射强度呈线性关系,线性相关系数为0.999 6。所建立的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法测得锶的检出限为29 μg·L-1。采用搭建的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱检测系统测量了市场上常见的三种富锶矿泉水,测量结果与电感耦合等离子体发射光谱法一致。此外,该方法对富锶矿泉水的加标回收率为98.8%~107.6%。结果表明：溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是测定富锶矿泉水中锶的一种有效方法。     

表面增强拉曼光谱技术快速检测神经性化学毒剂模拟剂

神经性化学毒剂具有毒性高、挥发性好和作用快等特点,在浓度很低的情况下就可以造成很大的伤亡,因此成为现场快速检测的难点。而化学毒剂沙林（甲氟膦酸异丙酯,GB）是一种经常用的军事神经性毒剂,该毒剂可通过抑制乙酰胆碱酯酶来破坏神经系统的功能,同时该毒剂被吸入后在人体内的降解速度很慢。为了避免和降低该类毒剂的污染和对人员伤害,迫切需要发展一种灵敏度高、准确性好、响应时间短和可便携化的检测技术检测GB。表面增强拉曼光谱(SERS)检测方法具有灵敏度高、操作简单和响应速度快的特点,成为检测水中痕量化学毒剂的有效方法之一。将购买的Ag纳米溶胶进行离心,然后将其组装固定在硅基Au膜表面从而制备高SERS增强的基底来对化学毒剂模拟剂甲基磷酸二甲酯（DMMP）的快速检测方法进行研究。在实验中,通过优化团聚剂的离子强度、测试方法等来对检测条件进行优化筛选。通过对比不同的团聚剂HCl,KI,MgSO₄,NaCl和NaOH,最终得到最优的离子强度,从而确定1 mol·L-1的KI为团聚剂时具有最好的效果。分别对不同的检测方法来进行了相应的优化,通过对比芯片法和液态溶胶法,最终发现改进后的芯片法能够获得较好的检测效果。最终确定的检测方法为将1 mol·L-1的KI和待测溶液（DMMP）混匀,然后滴在事先准备的以Ag纳米溶胶为基质制得的SERS芯片上,用波长为785 nm激光的便携式拉曼光谱仪直接进行检测,最低可以测至10 μg·L-1。而在文献资料中报道美军短期（＜7 d）饮用水最大暴露安全指南规定对神经性化学毒剂最低检出限是10 μg·L-1,因此采用该SERS检测方法,满足了军队应对化学战或者恐怖袭击的行动的需要。实验结果表明该方法突破了便携拉曼光谱仪灵敏度低的局限,解决了痕量神经性毒剂现场快速检测难题,拓展了SERS技术在化学侦察领域的应用。     

碘化钾-镉(Ⅱ)-吖啶黄高灵敏离子缔合分光光度法测定痕量镉

以聚乙烯醇为表面活性剂,在pH3.6乙酸-乙酸钠缓冲介质中,吖啶黄与[cdI4]2-络阴离子形成稳定的离子缔合物[AY]2[CdI4].该缔合物的最大吸收波长为294nm,表观摩尔吸光系数为3.0×105L·mol-1·cm-1,Cd(Ⅱ)质量浓度在0-25μg· L-1范围内符合比耳定律.该法直接用于铜镉渣中镉的测定,选择性好、灵敏度高,相对标准偏差为4.5％,测定结果令人满意.     

一种用于水中次氯酸根检测的高选择性裸眼比色探针

实时检测和监测水中的次氯酸根离子（ClO-）是极富挑战性的研究工作。报道了一种光学性能优异、“裸眼”可分辨的比色型探针分子（PAH）。首先利用高分辨质谱,核磁共振氢谱和核磁共振碳谱等方法对目标探针分子（PAH）的结构进行表征。随后,利用紫外-可见吸收光谱考察了不同pH缓冲溶液条件下探针PAH与次氯酸根离子的相互作用。结果显示,水溶性的探针分子PAH在pH值为2.0~5.0的磷酸盐缓冲液中为黄色溶液,其最大吸收峰在424 nm处;在pH值为6.0~12.0的磷酸盐缓冲液中PAH为紫色溶液,最大吸收峰在532 nm处;在不同pH缓冲液体系中分别加入次氯酸根离子,肉眼可观察PAH溶液颜色褪去,紫外-可见吸收光谱显示在424 nm处的特征吸收峰逐渐降低并在532 nm处出现新的吸收峰,溶液颜色从黄色到紫色然后到无色,特征峰明显消失。进一步优化了实验条件,发现在pH 5.0的磷酸盐缓冲液中,探针分子PAH对ClO-离子具有特定的选择性和灵敏度,并且具有较低检出限等优点;在优化的条件下,探究了常见的金属离子、阴离子等共存条件下,对探针分子PAH检测次氯酸根离子的干扰影响。实验发现,常见的金属离子（Li+,Co2+,Cr3+,K+,Cd2+,Pb2+,Ca2+,Hg2+,Ba2+,Cu2+,Mg2+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Fe3+）,阴离子（NO-₂,I-,AcO-,ClO-₄,SO2-₄,CN-,Br-,CO2-₃和F-）,活性氧（ROO·,·OH,H₂O₂,·O-₂,tBuOOH,tBuO·和1O₂）,和活性氮（ONOO-和NO·）等33种物质对探针分子检测ClO-离子的干扰较小。同时,探针PAH可以定量检测次氯酸根离子（y=1.586 78-0.524 51x,R2=0.998 52）,检出限为5.39 μmol·L-1。此外,对水体系（84消毒剂和自来水）中的次氯酸根离子浓度进行分析,三次平行试验测得自来水中次氯酸根离子的平均浓度为7.96 μmol·L-1,平均加标回收率高,表明探针PAH还可用于定量检测实际水体系中的次氯酸根离子。