[發明專利]一種元素分析的測定方法和裝置

無效

• 申請號: 201410031971.2
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103792223A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 段旭川
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01N1/44
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發明屬于儀器分析技術領域，尤其是涉及一種用于元素測定時元素生成揮發物的方法和裝置。使用該方法，可以使元素形成揮發物進行樣品進入進而測定。

背景技術

元素測定被廣泛應用在材料、食品、環境、農業、化工、地質與礦產等行業，屬于分析檢測行業的兩大類別之一。各種樣品中的元素含量定性與定量分析，早已經成為各個行業的眼睛，具有重大的意義。????????

目前，對各個行業的樣品中元素的檢測，主要是使用原子光譜儀，具體包括原子吸收分光光度計（AAS）、原子熒光光度計（AFS）、電感耦合等離子體原子發射光譜（ICP-AES）和電感耦合等離子質譜（ICP-MS）。

使用上述的原子光譜對有毒有害元素的測定，共同存在的不足之處是：這些儀器通常都只能測定水溶液樣品，如果樣品是固體樣品，絕大部分則在測定前需要將樣品進行消解使之變成水溶液，所謂的樣品消解（或樣品前處理）。這就使檢測中存在下面缺點：

（1）樣品消解時間太長，使整個檢測速度變慢，滿足不了日益增長的大量樣品的檢測需求。固體樣品消解（樣品前處理）占據了整個樣品測定時間的60—70%：通常樣品上儀器測定只需要幾分鐘到十幾分鐘，而在此之前的樣品消解所需要的時間則不少于數個小時，有的樣品前處理甚至花費的時間更長，需要比較昂貴的前處理設備。比如汞的消解就需要密閉微波消解儀。

（2）????樣品消解通常要使用價格比較高的化學試劑，這又增加了分

析測試成本。目前固體樣品消解使用的硝酸、鹽酸、過氧化氫、硫酸、碳酸鈉、硼砂、氫氧化鈉等等試劑均需要純度比較高的試劑。

（3）固體樣品消解，要有一定量的各種酸被揮發排放到大氣中，有廢液被排放到生活污水中，這也增加了環境的污染。

化學蒸氣發生(CVG)已經被廣泛用于原子光譜（AA、ICP-AES、ICP-MS、AFS）的樣品進入方法。比較常規的霧化進樣方法（進樣效率﹤10%），CVG進樣明顯的改善了進樣效率，通常被認為是接近100%，因而改善了測定的靈敏度和檢出限。已見報道的CVG方法主要包括（1）硼氫化鈉（鉀）與某些元素（As、Sb、Bi等）在酸性條件下反應生成氣態的元素氫化物(HG)（參考文獻1-4）；（2）在紫外光輻射下，某些小分子有機物(如甲酸鹽等)和元素反應生成氣態揮發物（參考文獻5-7）。

然而，目前所有的CVG進樣技術，無論是氫化發生還是甲酸紫外還原，均為液相條件下的反應，即待測樣品均需要消解，這在檢測時間和試劑成本上并沒改進，只是提高了測定靈敏度和降低了檢出限。因此，開發出原子光譜儀用的固體樣品直接進樣裝置，不僅能夠節省檢測時間、降低測定成本、改善檢出限，同時消除環境污染，是一個具有重要經濟意義同時具有環境意義的重要課題。

最近，由本發明人提出的，利用有機物裂解時產生氫進而使該裂解氫直接和樣品中的某些元素反應形成元素揮發物進行元素測定的發明專利已經被報道（CN103411892A）。然而，該發明存在下列缺點：（1）使用有機物做裂解釋氫試劑，使分析測定時有機物干擾較大，裂解裝置后面必須要接有復雜元素揮發物的凈化裝置；（2）使用的裂解加熱裝置是管式爐裂解器，由于管式爐裂解器加熱速率慢（樣品被加熱后從室溫升到裂解溫度溫度所需要的時間大于2秒），使元素揮發物在測定儀器上出峰拖尾嚴重，檢測出的峰型不尖銳，使測定結果時間加長，準確度不好。

發明內容

為了克服上面專利存在的不足，本發明人對上面管式爐裂解裝置進行了改進，結果發現，如果使用某些無機釋氫試劑，如硫化氫鉀、硫氫化鈉、碘化氫、碘化銨等，同時使用大體積居里點裂解器進行元素揮發物裂解形成，具有意想不到的效果，該類試劑和裝置不經能避免一些有機物的干擾，同時也能使裂解升溫更加快速。根據本發明選用的試劑和設計的大體積居里點裂解裝置來進行元素揮發物裂解生成，升溫速率更快（從室溫升到裂解溫度所需時間只需要幾十到幾百毫秒），元素在檢測儀器上的峰更尖銳，準確度更好。為實現此目的本發明公開了如下的技術內容：

一種元素分析的測定方法，其特征在于向待測樣品中加入裂解時可釋放氫的無機化合物使其與樣品混合均勻，然后使該混合物在450℃-980℃溫度下進行裂解，使元素形成揮發物被原子光譜儀測定；所述的裂解釋放氫的無機化合物指的是：硫氫化鈉、硫氫化鉀、硫化銨、硫化氫氨、碘化銨、硫化氫或碘化氫；其中加入無機化合物的重量為樣品重量的0.2-100倍。優選0.5—50倍。其中所測的元素指的是：砷、汞、銻、鉍、硒、鍺、錫、鉛和碲。裂解時裝填樣品的坩堝或箔能裝下2毫克到200毫克之間的樣品重量。