[發明專利]一種超高純鈰化合物中十四種痕量雜質稀土金屬離子含量的檢測方法

在審

• 申請號: 201910372958.6
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110044999A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 張衍;蔡華強;潘忠奔;段太成;焦鵬沖;居佳;何亭
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所;四川省新材料研究中心
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N1/28
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 龔海月

1.一種超高純鈰化合物中十四種痕量雜質稀土金屬離子含量的檢測方法，十四種稀土金屬離子是釔、鑭、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，其特征在于包括以下步驟：

第一步：配制檢測所需溶液

本檢測方法中所用的水未做說明時指GB/T 6682規定的一級水(電阻率18.2MΩ.cm)；

ρ＝1.4g/mL的硝酸：超痕金屬級；

5％(V/V)硝酸溶液和2％(V/V)硝酸溶液：由硝酸與超純水按比例配制；

pH＝4.0緩沖溶液：取三水乙酸鈉54.4g以超純水適量溶解，加92ml冰醋酸，超純水稀釋至1000ml；

2％(m/V)氫氧化鈉溶液：準確稱取10.0g氫氧化鈉，適量水溶解后，轉移至容量瓶，超純水稀釋至500mL；

高錳酸鉀溶液：濃度為1.0～10.0g/L，以高錳酸鉀和超純水配制；

Cyanex272萃取劑：二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸，濃度為為0.01～0.10mol/L；

0.05mol/L Cyanex272/環己烷溶液：準確稱取二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸14.52g，以環己烷溶解，定容至1000mL制得；

所述三水乙酸鈉、冰醋酸、氫氧化鈉、高錳酸鉀、二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸和環己烷均為優級純；

第二步：樣品前處理

準確稱取質量m＝0.1000g的樣品，于PFA消解罐中，加入1.0mL硝酸(MOS)，加熱使樣品完全溶解，冷卻后轉移至容量瓶，加入去離子水定容至50mL(體積為V₀)，得到樣品溶液，同流程制作樣品空白溶液；

第三步：樣品基體分離

準確移取5.0mL(體積為V₁)上步所制得的樣品溶液及樣品空白溶液于石英燒杯中，加入2％(m/V)氫氧化鈉溶液調節溶液pH至3.0～6.0，將溶液分別轉移至分液漏斗中，依次加入20.0mL pH＝4.0緩沖溶液、1.0～5.0mL 5.0mg/mL的高錳酸鉀溶液、5～30mL Cyanex272/環己烷溶液，振搖1～10min，靜置后棄去水層，往剩余有機相中加入1％～30％(V/V)硝酸水溶液10mL，進行反向萃取，靜置后分離有機相，水相減壓蒸干至約2mL，之后用5％(V/V)硝酸溶液準確定容至10.0mL，得到分離基體后的樣品溶液(體積為V₂)及樣品空白溶液(體積為V₃)，待測；

第四步：制備工作曲線溶液

取含釔、鑭、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥的多元素稀土元素混合標準儲備液(持國家一級標準證書，由國家標準物質研究中心提供)，100mg/L，將該標準儲備液以2％(V/V)硝酸溶液逐級稀釋得到3～10個濃度梯度的溶液，濃度梯度分布在0.0～100.0ng/mL，制得工作曲線溶液；取銫元素標準儲備液，用超純水稀釋至0.01～10.0μg/mL，作內標溶液；

第五步：繪制工作曲線

使用帶碰撞反應池的三重四級桿串聯電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS/MS)進行測定，以氬氣作為載氣，氦氣、氧氣及氨氣作為碰撞/反應池氣體，設置好儀器的測量參數，其中釔、鑭、鐠、釹、釤、銪、釓、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥元素采用氧氣質量轉移模式進行測定，鋱Tb元素采用氨氣質量轉移模式進行測定，測試過程中使用1.0μg/mL銫溶液作在線內標，分別測定第四步中所制得的不同濃度的工作曲線溶液中十四種稀土金屬離子的濃度，以各元素的多元素稀土元素混合溶液信號強度為縱坐標，以多元素稀土元素混合溶液濃度為橫坐標，使用儀器自帶軟件繪制得到十四種稀土金屬離子濃度與信號強度工作曲線；

第六步：測定樣品溶液中十四種稀土金屬離子含量

使用帶碰撞反應池的三重四級桿串聯電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS/MS)進行測定，以氬氣作為載氣，氦氣、氧氣及氨氣作為碰撞/反應池氣體，設置好儀器的測量參數，測試過程中使用1.0μg/mL銫溶液作在線內標，對第三步中制得的樣品溶液及樣品空白溶液中的十四種稀土金屬離子濃度進行測定，測試結果使用儀器自帶軟件根據第五步中繪制的工作曲線直接計算得到，樣品中各元素含量測試結果為c_x1，樣品空白中各元素測試結果為c_x0，，其中x代表各元素；

第七步：計算

原始樣品中各稀土雜質元素的質量分數以ω_x表示，并按照如下公式計算：

即：

其中：

m——第二步中準確稱量所得樣品質量，單位為克(g)；

V₂——第三步中制得的分析樣品溶液體積，單位為毫升(mL)；

V₃——第三步中制得樣品空白溶液體積，單位為毫升(mL)；

c_x1——第六步中儀器測試所得樣品溶液中稀土金屬含量，單位為納克每毫升(ng/mL)；

c_x0——第六步中測試所得樣品空白溶液中稀土金屬含量，單位為納克每毫升(ng/mL)；

V₀——第二步中樣品溶液總體積，單位為毫升(mL)；

V₁——第三步中分取樣品溶液體積，單位為毫升(mL)；

原始樣品鈰化合物中鈰元素含量ω_Ce為：

其中：

∑ω_x——樣品中各稀土金屬雜質含量總和；

M_Ce——樣品中鈰元素原子質量，單位為克每摩爾(g/mol)；

M_s——樣品分子質量，單位為克每摩爾(g/mol)。