离子色谱脉冲安培法测定电镀铜液中的增亮剂 SPS

中国无机分析化学Chinese Journal of Inorganic Analytical ChemistryVol.2， Supplement 1l~第2卷增刊12012年9月 中国无机分析化学542012年 doi：10.3969/j. issn. 2095-1035.2012. z1.022 离子色谱脉冲安培法测定电镀铜液中的增亮剂 SPS 杨秀丽 陶玲 孙郑冬 (瑞士万通中国有限公司北京应用实验室，北京100192) 摘 要 用二维离子色谱法测定了标准溶液和电镀铜液中的 SPS。首先，利用样品处理模块消除基质中的铜离子。然后样品在第一套系统的柱子上分离，将一段馏分收集在预浓缩柱上，再用第二套系统测定。标准工作曲线的线性相关系数达0.999 9，对3种样品分别进行15次分析，所得结果的相对标准偏差小于6%，有很好的准确度和精密度。 关键词 离子色谱；聚二硫二丙烷磺酸钠；脉冲安培法 中图分类号：O657.7+5；TH833 文献标识码：A 文章编号：2095-1035(2012)S0-0000-00 1引言 SPS，化学名是聚二硫二丙烷磺酸钠，用于酸性镀铜光亮剂，可得到装饰性和功能性镀层。光亮剂加入量直接影响制件的电镀质量，国外有 Jona-than报道的用 HPLC 双柱检测磺酸衍生物的方法，国内则应用高效液相色谱法同时测定镀铜光亮剂中的多种有机添加剂，实验选用CH，基柱，流动相为V(甲醇)：V(水)=30：70，流速1.5 mL/min，检测波长为210 nm，可测定2-巯基苯并眯唑(M)、乙撑硫脲(N)、聚二硫二丙烷磺磺钠[2。研究中先用样品处理模块消除了基质中的铜离子，然后用二维离子色谱法对 SPS 分离测定，方法可以获得较好精密度和准确度。 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 850离子色谱仪(瑞士万通中国有限公司)；858自动样品处理系统；离子色谱安培检测器；872样品制备扩展模块；SPM 转子 A；壁射池；50 um池；Au工作电极，Ag/AgCl参比电极；阴离子抑制柱Metrosep A Supp 5-100/4.0 mm；阴离子抑制柱Metrosep A Supp 5-50/4.0mm；保护柱 MetrosepA Supp 4/5 Guard/4.0 mm； 硫酸(超纯)；SPS(购自 Raschig GmbH)；Cu-SO4·5HO；NaC；所有溶液均用超纯水(电阻率> 18 MQ·cm)配制。 2.2 样品 电镀铜液样品A和B用来模拟基质，客户的电镀铜液样品C未知成分与含量，所有样品成分如表1. 表1样品成分 样品 成分 浓度 A CuSO4·5H2O 60 g/L H2SO4 238 g/L NaCl 82 g/L 增亮剂 S4 1mL/L 表面活性剂 S3 20 mL/L CuSO4·5H2O 60 g/L B H2SO4 238 g/L NaCl 82 g/L SPS 1mg/L 表面活性剂 S3 20 ml/L C 未知 未知 2.3 色谱条件 淋洗液：碳酸钠(7.0 mmol/L)+炭酸氢钠(3mmol/L)；体系2沐洗液：碳酸钠(9.0 mmol/L)+硫酸(3.0 mmol/L)十乙腈(10%)； 样品制备模块再生液：硫酸(1000 mmol/L)；抑制器再生液：硫酸(50mmol/L)；体系2抑制器再生液：硫酸(100 mmol/L)； 流速：0.7mL/min；体系2流速：1.0 mL/min；模式：电导；体系2模式：脉冲安培；量程：200uA； ( 收稿日期：2012-07-02 修回日期：2012-08-07 ) ( 作者简介：杨秀丽，女，应用工程师，主要从事离子色谱方法开发研究工作。E-mail：bj. y a ngxl@ metrohm. com. cn ) 柱温：30℃；检测器温度：35℃；定量环：20uL。检测器波形参数见表 2。 表2 检测器波形参数 时间/ms 累计时间/ms 起始电位/V 终止电位/V 50 50 0.4 0.4 100 150 0.4 0.9 50 200 0.9 0.9 50 250 0.9 0.4 10 260 1.1 1.1 100 360 -0.3 -0.3 100 460 -0.1 -0.1 起始 145 终止 205 2.44样品制备 将所有样品按1：10稀释。样品和标准均用858进样器进样。电镀铜液中高浓度的铜离子用样品处理模式块去除。将第一系统中8到15 min 从电导检测池中流出的馏分收集到第二系统的预浓缩柱上。这部分馏分最终会在第二系统中用安培检测器分析。收集时间用电导检测器监测，标准液不含硫酸基质。分析一个样品所用的时间为 27 min。 3结果与讨论 3.1 工作曲线 配制浓度分别为25、50、100、200、500、1000ug/L的标准系列，进样量为20 uL，在2.2的色谱条件下，分别重复3次进样，绘制工作曲线，得到的线性曲线方程为 A=-0.180 510+1.639 99×10-3×Q，线性相关系数为 0.999 9。 3.2 精密度实验 表3是3种被测样品15次测定平均值及相对标准偏差值。 表3 样品精密度(n=15) 样品电镀液 SPS测定平均值/(ug·L-1) RSD/% A 165.04 2.00 B 100.49 3.88 C 77.99 5.93 3.3 回收率试验 样品B中添加100ug/LSPS，回收率为100.49% 3.4 样品分析 按照2.4方法制备标准溶液和样品溶液，采用2.3所述色谱条件分析。如图1所示为标准溶液(1000 ug/L)的色谱图。 图1 标准溶液(1000 pg/L)色谱图 3.5 运行时间 只在第一次使用前，整个体系需要平衡。因此，在第一次分析 SPS样品前，整个体系应该运行近36h，通过 SPS 峰面积常数显示这个体系状况的好坏。检测器用脉冲安培模式，在这种模式下，高能量的阳极交换离子和阴极极化能防止氧化产物对电极的污染，这对于高浓度基质的样品是非常有用的。 4 结语 采用二维离子色谱法可以对电镀铜液中的 SPS进行很好的分离和检测，方法前处理简单方便，结果重现性好，可用于监测电镀铜液中增亮剂的加入量。 ( 参考文献 ) ( [1]Jonathan D R. De t ermination of sulfonic ac i d derivatives [ J ] .Plating and Surface Finishing，1988(5)：108-112. ) ( [2]成晓玲，李期颁，梁焕彬. HPLC 法同时测定酸性镀铜光亮剂中的多种有机添加剂[J].色谱，1999，17(6)：602- 603. )