1ICP-OES法同時測定鋁鈦硼合金中硼、鈦、鐵的含量

儀器廠家:美國PerkinElmer公司型號:Optima5300DV目錄一、實驗室安全二、ICP-OES原理與儀器三、ICP的主要分析性能和參數(shù)四、上機操作五實驗過程與數(shù)據(jù)處理人員安全注意事項操作人員的安全是第一位的，請仔細閱讀相關(guān)參考手冊用電，紫外線，高壓氣瓶，化學(xué)品和等離子矩尾氣都會對操作人員健康造成危害，請按照手冊要求操作樣品處理安全,酸與高溫一、實驗室安全儀器安全注意事項電源對儀器安全非常重要：主機，計算機和所有相關(guān)附件使用同一地線零線和地線的電位差不大于2V零線回路不能安裝開關(guān)，保險絲和漏電保護器請參考閱讀儀器手冊數(shù)據(jù)安全:及時保存文件儀器的硬件指南等技術(shù)性文件儀器內(nèi)設(shè)參數(shù)文件

這些文件可以保存在計算機另一個區(qū)間，為了安全，建議保存在另一個計算機或其他數(shù)據(jù)存儲器氫原子的玻爾模型二、ICP-OES原理與儀器

光譜原理+-基態(tài)加入量子化的能量+

激發(fā)電子返回低能級發(fā)出特定波長的光DE=k/lk=12400光+

發(fā)射激發(fā)發(fā)射能量離子激發(fā)態(tài)離子基態(tài)abcda,b激發(fā)c電離d離子激發(fā)efghE

離子發(fā)射f,g,h原子發(fā)射}激發(fā)態(tài){~l4~l3~l2~l1能級圖多種能量傳輸發(fā)射光取決于能級間能量差返回基態(tài)發(fā)出光+激發(fā)態(tài)DE=hn=hc/l

h=Planck’s常數(shù),n=頻率,

c=光速,l=波長原子光譜的產(chǎn)生吸收光譜和發(fā)射光譜強度C濃度0ICI0I定量分析某個波長的強度和該元素的濃度成正比

火花交流電弧電感耦合等離子體（ICP）火焰直流電弧火焰溫度：2000－3000K，穩(wěn)定性：很好溫度：4000－7000K，穩(wěn)定性：較好溫度：4000－7000K，穩(wěn)定性：差溫度：6000－8000K穩(wěn)定性：很好溫度：10000K，穩(wěn)定性：好原子發(fā)射光譜儀電感耦合等離子體ICP

溫度高達7000度工作氣體氬氣15.75ev溶液進樣檢出限低穩(wěn)定性好線性范圍寬ICP-AES

多元素測定ICP輔助氣冷卻氣等離子體RF線圈霧化氣+樣品氣溶膠環(huán)型電流點火過程

ICP各區(qū)域的溫度試樣在等離子體內(nèi)過程

光譜信息特定能級差對應(yīng)的波長（光）可以代表此種元素的存在，這是定性分析的基礎(chǔ)特征光的強度和元素的濃度成正比，這是定量分析的基礎(chǔ)快速拆卸的進樣系統(tǒng)

ICP-OES儀器Optima5300DV結(jié)構(gòu)框圖

Optima5000系列光學(xué)示意圖可快速拆卸的Ryton材料耐腐蝕進樣系統(tǒng)ICP光源主要部件RF發(fā)生器27.12MHz---40.68MHz大功率管---固態(tài)電路體積15X15X10cm3

ICP炬可拆卸雙向觀測進樣系統(tǒng)正交霧化器耐腐蝕霧室質(zhì)量流量計0.01升/分固態(tài)RF高頻發(fā)生器恒溫系統(tǒng)方便的維修和診斷系統(tǒng)對OPTIMA4000和OPTIMA2000所有部件全部通用小巧和低成本的射頻系統(tǒng)快速霧化氣系統(tǒng)固態(tài)射頻發(fā)生器可拆卸矩管系統(tǒng)固態(tài)RF發(fā)生器的特點可靠性和穩(wěn)定性更好無需使用大功率管熱平衡時間短無需進行

RF

功率校正更高的能量傳輸效率可達77%而大功率管只有50%小體系低功耗ICP

觀測方式PHZ(予熱區(qū))IRZ(開始發(fā)射區(qū))NAZ(正常觀測區(qū)) DominantlyIonicEmission Primaryzoneforexcitedstates

ICP各區(qū)域的分布（軸向）尾焰正常觀測區(qū)切割氣予熱區(qū)開始發(fā)射區(qū)ConcentrationEmissionIntensityCalibrationWithTailPlumeRemoved

尾焰

形成分子氧化物

自吸EmissionIntensityConcentrationSelfAbsorptionCalibrationViewedThroughTailPlume光學(xué)譜線紫外區(qū)：

ICP主要譜線集中在紫外區(qū)除堿金屬鍶及輕稀土元素外所有元素靈敏線均在400nm以內(nèi)靈敏度：光通量大面積光學(xué)元件紫外區(qū)用光柵代替棱鏡透射率紫外區(qū)用光柵代替棱鏡分辨率：色散率光柵刻線焦距狹縫寬度二檔狹縫相元寬度12.5u

像差拋物面準直鏡Schmidt光柵消除聚光鏡球面像差1．檢出限2．穩(wěn)定性3．分辨率

4.ICP主要工作參數(shù)三、ICP的主要分析性能和參數(shù)檢出限

DL=KxC/I-I0xRSD0%=KxC/I-I0xRSD0%=KxBECxRSD0%=0.01KBEC(RSD0%=1%)K=3C實際濃度,K測量次數(shù),I和I0

分析線和背景信號強度RSD背景相對標準偏差C0ICI0BEC背景等效濃度BECC/BEC=I-I0/I0BEC=C/I-I0/I0I0I穩(wěn)定性短期RSD<0.5%長期RSD<1.5%準確度樣品處理消除干擾消除基體效應(yīng)應(yīng)用中的一些問題1.樣品前處理2.分析方法中的干擾校正

物理干擾粘度表面張力

酸度溶液濃度等光譜干擾背景校正直接干涉校正IEC多譜擬合MSF3.基體效應(yīng)的消除樣品前處理（重要）取樣量和稀釋倍數(shù)(溶液中離子總濃度)合金溶樣（酸溶）注意不同元素的特性尤其在處理過程中樣品的損失或揮發(fā)。FeBTi

影響樣品提升和霧化

粘度

酸度

表面張力

溶液濃度

物理干擾光譜干擾

檢測器上得到分析譜線外的光得到不準確結(jié)果分辨率光學(xué)分辨率（譜線半高寬）象素分辨率（象素間的距離）ICP主要工作參數(shù)

霧化氣流量積分時間狹縫寬度（象元數(shù)）

開機操作程序OPTIMA5X00DV開機程序吹掃氣（PurgeGas）Diagnostics點等離子矩手動設(shè)定氣體流量功率和進樣量緊急按鈕的使用光譜儀控制四、上機操作OPTIMA5X00DV開機程序通風(fēng)，氬氣，空氣壓縮機，（吹掃用氮氣）水循環(huán)器。接通OPTIMA5X00DV電源，啟動WINLAB32軟件，等待儀器初始化結(jié)束。儀器初始化所須時間取決于儀器開機時初始溫度和實驗室環(huán)境溫度，不表示儀器好壞。吹掃氣（PurgeGas）當使用低于190nm波長分析前，必須提前用Purgegas（氮氣）吹掃光學(xué)室和光學(xué)通道。吹掃速度分兩種，快速8升/分，常速1.5升/分。初次吹掃可以快速吹掃幾小時后轉(zhuǎn)入常速。定期吹掃光學(xué)室可以保護光學(xué)鏡面，避免不良氣體或水汽侵蝕。DiagnosticsSystem-Diagnostic-Spectrum進入光譜儀診斷提供光譜儀Firmware版本，光學(xué)室溫度，檢測器溫度等光譜儀硬件信息。紀錄光譜儀工作流程。光譜儀RFGeneratorSystem-Diagnostic-RFGenerator進入射頻發(fā)生器診斷提供射頻發(fā)生器Firmware版本，功率，氣體流量，霧化氣壓力等硬件信息。紀錄射頻發(fā)生器工作流程。點等離子矩點炬前先檢查蠕動泵進樣和排液，氣體壓力，通風(fēng)，切割氣壓力，冷卻水循環(huán)器。氬氣質(zhì)量會影響點炬，實驗室留存一瓶99.999%高純氬，在不能點炬時使用。點炬過程全部自動進行，操作人員可以通過觀測窗觀測，意外情況時，按緊急紅色按鈕停止點炬過程。點炬失敗假如點炬失敗必須記錄當時顯示的信息。并根據(jù)信息提示檢查。點炬失敗必須報修前，在Diagnostics（RFGenerator）里SaveLog保存?zhèn)z個文件（BlackBoxLog/IncidentLog）并傳給維修工程師。兩個文件的路徑：C：/PE/Temporaryfile手動設(shè)定氣體流量功率和進樣量氣體流量，射頻功率和進樣量都可以手動設(shè)定。設(shè)定后按APPLY生效。分析樣品時這手動設(shè)定氣體流量功率和進樣量些參數(shù)自動轉(zhuǎn)為方法里設(shè)定的參數(shù)。當需要在分析時采用與方法設(shè)定不同的參數(shù)，可以使用OverrideMethod。選用OverrideMethod時方法中相應(yīng)參數(shù)值無效，方法原設(shè)定參數(shù)不變。緊急按鈕的使用Emergency（緊急按鍵）在計算機意外鎖死或炬焰意外時迅速關(guān)斷等離子炬電源。按鍵按過后處在鎖定態(tài)，呈斷續(xù)閃光。再按一次鍵，可以釋放回正常態(tài)，不再閃光。使用過緊急按鈕后，除釋放其回到正常態(tài)外，還要在軟件中復(fù)位：

System-Resetemergencyplasmaoff-OK

否則不能點炬。光譜儀控制System-SpectrometerControl進入光譜儀控制。吹掃氣，觀測，和光閘都可以手動控制。選用OverrideMethod可以使方法中同類選擇作廢。觀察位置可以手動改變，一般都采用軸向（15，0），經(jīng)向（15）DetectorCalibration是指檢測器暗電流校準，結(jié)果會存入計算機。一般情況不需重復(fù)做。當重裝軟件后必須重做此校準。AlignView是校準入射光方向，使入射到狹縫的光強最大。在重裝炬管后校準用。校準時要使用1ppmMn溶液或其他指定溶液，不能在噴純水條件下做此項校準。在徑向和軸向分別做此項校準，儀器將保存校準結(jié)果。只有在重新安裝炬管后，才需要重新校準。。

WavelengthCalibration用于校準波長，分UV和VIS兩部分。校準時必須用隨機標準溶液。UV使用N0582152，VIS使用N9302946。當再次選此窗口時，顯示上次校準的時間和結(jié)果。波長校準結(jié)果存在計算機里，重裝軟件后必須重做此校準。HgRealign是使用內(nèi)置汞燈測量253.652nm譜線，測量結(jié)果會糾正因溫度的變化造成的譜線偏移，在室溫變化較大情況下，使用此功能有防止峰漂的明顯效果Hg253.652nm的強度可能會變化，只能留作參考上機分析程序編輯方法手動分析檢查光譜數(shù)據(jù)再處理編輯方法編輯方法可采用軟件實時幫助：F1或者Help-ActiveWindowHelpNew-Method可以選擇有機/無機/特定條件，它會影響點炬的參數(shù)。鍵入元素和波長的幾種方法。分析元素和內(nèi)標元素。讀數(shù)參數(shù)：自動方式采用預(yù)曝光決定積分時間；人工方式采用用戶設(shè)定的積分時間。介紹ReadDelay和ReplicatesSeverWindow不能改變，AutoWindow是預(yù)曝光觀測的區(qū)間，可以改變。Sampler是指等離子矩的條件，介紹各參數(shù)。介紹Peristaltic和AutosamplerSpectralPeakProcessing指光譜信息處理，一般采用峰面積/三點/背景校準點DefineStandards設(shè)定標樣系列?？梢栽O(shè)定樣品空白，重校標樣點，標準曲線類型，是否扣除空白等功能。Check和OKQC用于使用自動進樣器分析時，在線回收率測試和質(zhì)量控制，請參考在線幫助（Help-ActiveWindowHelp）Options選擇結(jié)果顯示的內(nèi)容，SaveWithResult是把方法連同分析結(jié)果一起保存，請采用此方式。編輯完成的方法可以檢查：Edit–CheckMethod，可以按波長重新排列次序以節(jié)省分析時間：Edit–Sortby–Wavelength編輯完成的方法應(yīng)被命名后保存，否則此方法產(chǎn)生的結(jié)果都不能被保存。手動分析假如要保存結(jié)果須首先選擇數(shù)據(jù)組名稱：Open-在Name框內(nèi)鍵入名稱-OK

樣品名稱直接鍵入ID框內(nèi)，details可以輸入制樣參數(shù)，讓儀器計算固體樣的含量。

ReadDelayTime是指樣品從容器到達等離子矩并且穩(wěn)定的時間，在方法里已設(shè)定?？梢設(shè)verrideMethod后，在此重新設(shè)定。結(jié)果顯示框選擇Result后會顯示結(jié)果框。Result顯示的項目是方法里OPTION內(nèi)選定的。結(jié)果框會連續(xù)無選擇顯示分析結(jié)果，可以選擇其中頁面打印。清除全部顯示：Analysis-ClearResultDisplay光譜圖顯示框工具圖表的Spectrum可打開光譜圖顯示框，用來實時顯示分析時獲得的譜圖。由于顯示框可以實時反映樣品情況，建議在分析時同時打開光譜顯示框。要改變顯示的顏色和排列：Option-SpectrumDisplay要清除顯示內(nèi)容：Analysis-ClearSpectrumDisplay檢查光譜工具欄內(nèi)Examine是用于檢查已經(jīng)保存的光譜圖和設(shè)定MSF文件用。設(shè)定MSF文件請使用下列途徑獲取資料：Help-ContentsandIndex-鍵入MSF-DisplayData-selectdataset（即顯示已經(jīng)儲存的數(shù)據(jù)組名稱）-選擇樣品名稱和元素名稱-顯示光譜圖需要時重新移動光標線到峰高位置設(shè)定峰值：method-setpeakwavelength需要時添加，移動或去除背景校準點。把修改數(shù)據(jù)存回方法：1：導(dǎo)入原方法File-ImportfromResultLibrary-選擇本數(shù)據(jù)組名稱-OK2：Method-Updat