浓硝酸中痕量阴离子检测方案(离子色谱仪)

浓硝酸中痕量阴离子的测定 张笑旻 上海市计量测试技术研究院，上海 zhangxiaominster@gmail.com 摘 要：采用MIC-7型离子色谱仪，METROSEP A Supp 16高容量阴离子分离柱；25mMNaOH +3mMNa2CO3的淋洗液；进样体积10μL；流速0.8mL/min，可以实现F-和Cl-在大量HNO3基体下的完全分离，标准曲线线性相关性良好，3次重复进样结果表明此法测定F-，Cl-的相对标准偏差分别为1.1％和0.1%。 关键词：离子色谱；浓硝酸；痕量阴离子 1. 前言 我国每年有许多高纯试剂远销欧美及日本，其中阴离子的浓度是评价高纯试剂优劣的重要指标。对其阴离子浓度的控制直接影响到企业产品生产质量，成为在生产过程中重中之重的监控环节。例如目前半导体元件生产过程中产生废品的原因，50%是由于试剂污染所造成的。 高浓度强酸基体中其它微量阴离子含量的测定一直以来是化学分析界的一大难题和攻关项目，尤其是在离子色谱的分析方法中，因其各种条件的限制，目前仍没有较理想的方法完成此项测试。由于离子色谱法是阴离子测定的最重要的方法之一，所以开展此项目的研究变得尤为紧迫。 2. 实验部分 2.1 仪器及试剂 Metrohm-MIC-7型离子色谱仪（瑞士万通）；820 IC Separation Center；819 IC Detector；830 IC Interface；788 IC Filtration Sample Processor。 标准样品F-、Cl- (国家标准物质研究中心)用电阻率大于18M超纯水配制。 2.2 色谱条件 色谱柱：METROSEP A Supp 16高容量阴离子色谱柱，METROSEP A Supp 16 GUARD 保护柱；流动相：25mMNaOH+3mMNa2CO3的淋洗液；进样体积：10μL，流速：0.8mL/min。 2.3 样品制备 样品用超纯水稀释50倍，直接进样。 2.4 标准曲线的绘制 准确称量基准物NaF、NaCl，用超纯水配制成1000ppm的标准液储备液，然后依次配制25ug/L、50 ug/L、100 ug/L的F-、Cl-标准溶液。以质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标分别绘制各离子的标准曲线。2种阴离子的线性方程、相关系数见表1。实验结果表明，F- Cl-浓度在25~100ug/L范围内质量浓度与峰面积之间的线性关系良好，相关系数分别为0.99968和0.99979，相对标准偏差分别为2.34%和1.92%。本方法最低检测浓度：F-：0.01mg/L；Cl-：0.01mg/L。 表1 2种阴离子的线性方程、相关系数和相对标准偏差 元素 浓度范围ug/L 回归方程 RSD ％ r F- 25、50、100 ρ( F-)= 1.87464*A-6.14883 2.34 0.99968 Cl- 25、50、100 ρ( Cl-)=1.344*A+10.9408 1.92 0.99979 3. 分析结果 3.1 方法的精确度 将50%HNO3基体的样品重复进样3次，计算标准偏差（SD）与相对标准偏差，结果见表2。样品色谱图见图2。 表2 2种阴离子的精密度 项目名称 Sample1 ug/L Sample2 ug/L Sample3 ug/L 平均值 ug/L 标准差 mg/L RSD ％ F- 51.745 50.782 50.801 51.109 0.55 1.1 Cl- 51.089 51.147 51.138 51.125 0.03 0.1 图2 样品色谱图 3.2 回收率试验 为了验证该方法的准确性，在样品中加入了50ug/L的混标进行加标回收试验，结果表明回收率在99.5%~105.2%之间，结果见表3。 表3 2种阴离子的加标回收率 项目名称 水样含量ug/L 加标量ug/L 加标后水样含量ug/L 回收率 ％ F- 51.109 50 98.147 94.1 Cl- 51.125 50 98.617 95.0 4．结论 在浓硝酸基体中对痕量F-和Cl-定性分析难点在于NO3-的高基体容易产生柱饱和以及稀释后痕量待测离子的检出和淋洗液的选择。样品需经过适当稀释后，经10uL进样环流入高容量色谱柱，以减少高浓度基体对分离的影响。本实验对浓酸基体中痕量阴离子的测定方法做出了探讨和研究，试验回收率达到95%，结果准确，检出限低，易于操作，自动化程度高。 参考文献 [1] 牟世芬、刘克纳 离子色谱方法及应用，化学工业出版社