钛酸锂中Li、K、Na等七元素检测方案

o应用领域/工业：co 化学/高分子工业 临床化学/药学/保健/医疗卫生 化妆用品 电子工业 能源 环境/水/废弃物 食品/农业 地质/矿业 材料分析 冶金/电镀 药学 精炼厂/石油化学 半导体工艺 其他 ICP 法测试钛酸锂中 Li、K、Na等七元素 德国耶拿上海实验室 摘要：本文用 ICP 法测试离离子电池负极材料—―钛酸锂中的非基体成分Li、K、Na、Cr、Fe、Ni、Zn。样品用王水溶解，标准曲线法测定。结果表明，标准曲线拟合好， RSD小，浓度范围宽，低浓度达到了 GF-AAS 水平，高浓度超过了 FL-AAS。样品无需分取稀释，一次进样测定。王水处理样品，钛酸胶体不必过滤分离就能准确测定。 1 仪器介绍 PQ9000：电感耦合等离子体发射光谱仪。蔡司技术光学系统，棱镜、，中阶梯光栅两级色散，波长范围160~900nm。垂直炬管，双向观测，氩气反吹消除尾焰，尾焰消除彻底。轴向、轴向扩展、侧向、侧向扩展4种测量方式，适合各类(有机、高盐)样品分析，满足不同浓度的同时测量。高量子效率和紫外高灵敏度的新一代CCD 检测器，同时记录元素线与其直接光谱环境，自动扣除背景。自激式、40.68MHz、0.8~1.7KW 功率可调射频发生器，各路气体均用质量流量控制器(MFC)控制，等离子体强劲稳定。吹扫光室、检测器用氩气又到等离子体使用，既能持续吹扫，提高灵敏度，又不额外消耗氩气，运行成体低。组合式炬管，卡擦式定位，操作方便。仪器无需预热，开机即测。 2 试验方法 2.1仪器参数 表1测试参数 名称 参数 观测方式 Li、K、Na侧向，其它轴向 功率 1200W 等离子体气流量 12 L/min 辅助气流量 0.5L/min 雾化器流量 0.5 L/min 雾化器 玻璃同心雾化器，1.0 mL/min 雾化室 玻璃旋流雾化室，50mL 中心管 石英，内径2mm 进样泵速 1.0 L/min 名称 参数 背景校正 静态一线性 积分时间 3s 测定次数 3 2.2试剂和材料 2.2.1硝酸、盐酸为高纯，水为一级，氩气为高纯。 2.2.2Li、K、Na、Cr、Fe、Ni、Zn单一标准储备溶液：1000mg/L，市售。 2.3混合标准曲线系列溶液配制 表2标准曲线浓度 元素 标准系列号及C(mg/L) 1 2 3 4 5 Li 0 10.00 30.00 50.00 70.00 Na 0 0.50 1.00 1.50 2.00 K 0 1.00 3.00 5.00 10.00 Cr Fe Ni Zn 0 0.0050 0.010 0.050 0.10 硝酸：5%(v/v) 2.4样品分解 称取钛酸锂约0.1g， 精确至0.0001g， 于100mL烧杯中，加入王水 8.0mL，盖上表面皿，置调压控温电炉上加热煮沸 20min。取下冷却后全部移入100mL容量瓶中，并洗净烧杯。用水稀释至标线，摇匀。试液呈白色奶状。上机测定前充分摇动后进样。同时做空白实验。 3结果与讨论 3.1分析结果 表3测试结果 样品 质量/g 体积/mL 元素 浓度/mg/L 含量/% XNT20151208 0.1087 100 Li 68.67 6.32 K 4.43 0.41 Na 0.355 0.033 Fe 0.0300 0.0028 Cr 0.0113 0.0010 Ni 0.0003 ND Zn 0.0009 0.0001 XNT20151212 0.1019 100 Li 61.91 6.08 K 3.32 0.33 Na 0.214 0.021 Fe 0.0314 0.0031 Cr 0.0104 0.0010 Ni 0.0009 0.0001 Zn 0.0022 0.0002 3.2标准曲线 3.2.1标准曲线汇总 表4标准曲线汇总 元素与波长/nm 观测方式 浓度范围/mg/L 拟合系数 RSD/% 方程 Zn206.2000 轴向 0.005~0.10 0.99999 0.28~1.89 I=273326c+31 Ni 231.6036 轴向 0.005~0.10 0.99999 0.18~3.81 I=243071c一39 Fe 259.9396 轴向 0.005~0.10 0.99998 0.80~4.46 I=657711c+504 Cr 267.7160 轴向 0.005~0.10 0.99998 0.83~2.09 I=541629c一67 Na 589.5924 侧向 0.50~2.00 0.999 0.59~1.10 I=14970c +38288c+25259 Li 670.7760 侧向 10.00~70.00 0.99993 0.34~0.65 I=340743c+116112 K 766.4911 侧向 1.00~10.00 0.99996 0.75~1.55 I=28507c+8446 3.2.2标准曲线图 OK OK 3.3样品 XNT20151212 峰图 pixe 200k 100 150 200 250 Cr267.716 267.7160 nm 150k 10100k 50k 3.4讨论 (1)标准曲线较好。从3.2标准曲线看，除了 Na 因电离效应使标准曲线向光强度轴弯曲外，其其均为线性拟合， R=0.99993~0.99999，尤其Zn、Ni、Fe、Cr低浓度曲线，，而且RSD 还比较小，显示了 PQ9000的高灵敏度和高稳定性。ICP线性范围宽，测Li不用再稀释，如此也可减少分取和稀释误差，结果更更。 (2)没有光谱干扰。从3.3样品光谱图看，所选谱线没有光谱干扰，左右两点线性扣背景较好地消除了背景干扰，充分证明了 PQ9000 的高分辨率。 (3)钛酸胶体可以不用过滤。钛酸锂可溶于氢氟酸或硫酸中，但要用氟化物进样系统，会降低灵敏度；硫酸盐对 ICP的抑制作用很大，也降低灵敏度。用王水将 Li、Na、K等浸出后，.1可以不必过滤，3，即使过滤也会穿透滤纸不清亮， ICP 炬焰的温度高达6000~ 10000K不影响激发，不同于原子吸收光谱；；而且这种胶体很细，0.1%的含固量很稀，不易沉淀，不影响进样。如此可减少误差。 (4) ICP-OES 比 FL-AAS 测得更好。PQ9000 的灵敏度有些达到了 GF-AAS， 如本次检测中的 Zn、Ni、Fe、Cr；线性范围也高于FL-AAS， 如本次检测中的 Li、K；；等离子体温度更远高于乙炔-空气的火焰温度。-一次称样，不用分取稀释，不用过滤，更快更准。 ( 2016.04.1K ) CP法测试钛酸锂中 Li、K、Na等元素ICP-OES--C