電感耦合等離子體實驗講義.doc

實驗三 電感耦合等離子發(fā)射光譜定量分析一、實驗目的1初步掌握電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用方法。2學會用電感耦合等離子發(fā)射光譜法定性判斷試樣中所含未知元素的分析方法。3學會用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定試樣中元素含量的方法。二、實驗原理原子發(fā)射光譜法是根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待測元素的原子回到基態(tài)時發(fā)射的特征譜線對待測元素進行分析的方法。各種元素因其原子結(jié)構(gòu)不同，而具有不同的光譜。因此，每一種元素的原子激發(fā)后，只能輻射出特定波長的光譜線，它代表了元素的特征，這是發(fā)射光譜定性分析的依據(jù)。電感耦合等離子發(fā)射光譜儀是以場致電離的方法形成大體積的 ICP 火焰，其溫度可達10000 K，試樣溶液以氣溶膠態(tài)進入 ICP 火焰中，待測元素原子或離子即與等離子體中的高能電子、離子發(fā)生碰撞吸收能量處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的原子或離子返回基態(tài)時發(fā)射出相應(yīng)的原子譜線或離子譜線，通過對某元素原子譜線或離子譜線的測定，可以對元素進行定性或定量分析。ICP 光源具有 ng/mL 級的高檢測能力；元素間干擾小；分析含量范圍寬；高的精度和重現(xiàn)性等特點，在多元素同時分析上表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性，廣泛應(yīng)用于液體試樣（包括經(jīng)化學處理能轉(zhuǎn)變成溶液的固體試樣）中金屬元素和部分非金屬元素（約74種）的定性和定量分析。三、儀器與試樣儀器：ICP OES-6300 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀試樣：未知水樣品(礦泉水)四、實驗內(nèi)容1每五位同學準備一水樣品進行定量分析，熟悉測試軟件的基本操作，了解光譜和數(shù)據(jù)結(jié)果的含義。2觀摩定量分析操作，學會分析標準曲線的好壞，掌握操作要點和測試結(jié)果的含義。五、實驗步驟1樣品處理（1）自帶澄清水溶液20 mL，要求無有機物，不含腐蝕性酸、堿，溶液透明澄清無懸浮物，離子濃度小于100 g/mL。 （2）將待測液倒入試管。2譜線掃描（1）參照附錄2“ICP OES-6300型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用”，并在教師指導下學會電感耦合等離子發(fā)射光譜的操作。（2）打開電腦軟件，設(shè)置測量參數(shù)，選擇待測元素，準備測量。本儀器可測元素如圖3-1所示。圖3-1 ICP OES-6300可分析的元素（3）按下述條件測試清洗泵速和分析泵速一般設(shè)定在40-60rpm 之間RF 功率通常設(shè)定為950W1150W霧化器壓力根據(jù)需要一般設(shè)定在2432PSI 之間輔助氣流量一般設(shè)定為0.50 L/min，觀測高度：15（4）保存和打印測試結(jié)果。3結(jié)果分析表3-1 某礦泉水微量元素定量分析(mg/L)元素 波長 濃度 結(jié)果分析4實驗報告要求記錄測試條件和測試結(jié)果，并對測試結(jié)果進行分析。六、注意事項1光譜儀為貴重光學儀器，操作時動作要輕，以防損壞。2開機前進行氣路檢查，確保進樣器無堵塞。3定期檢查石英炬管和旋流霧室，如有污染，進行清洗。七、思考題1電感耦合等離子發(fā)射光譜法具有哪些特點？2試述電感耦合等離子發(fā)射光譜法的測試步驟？附錄2 ICP OES-6300型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用一、ICP OES-6300型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀圖3-2 ICP OES-6300型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的外觀圖二、儀器的操作步驟1 開機1.1 確認有足夠的氬氣用于連續(xù)工作（儲量2瓶）。1.2 確認廢液收集桶有足夠的空間用于容納廢液。1.3 打開氬氣并調(diào)節(jié)分壓在0.55-0.8Mpa之間。1.4 打開主機電源.1.5 啟動iTEVA軟件，檢查聯(lián)機通訊情況2 點火2.1 再次確認氬氣儲量和壓力。2.2 再次確認光室驅(qū)氣已達2小時以上,或大氣量1小時（非常重要）。2.3 檢查并確認進樣系統(tǒng)（炬管、霧化室、霧化器、泵管等）是否正確安裝。2.4 上好蠕動泵夾子，進樣管放入水中。2.5 開啟排風。2.6 開啟循環(huán)水機。2.7 打開iTEVA軟件的點火對話框，確保連鎖指數(shù)燈呈綠色，點擊等離子體開啟。3 穩(wěn)定3.1 確保光室溫度穩(wěn)定在380.2度 （注意：打開主機電源開關(guān)后光室就已經(jīng)開始升溫，根據(jù)室溫的不同，約25小時后達到設(shè)定穩(wěn)度）3.2 確保CID溫度 分析2 報告生成2) 編輯分析方法:1 單擊分析進入分析模塊，單擊方法 新建 ,選擇所需的元素及其譜線。2 單擊方法 分析參數(shù)，設(shè)置重復次數(shù)，樣品清洗時間，積分時間。3 自動輸出 忽略。報告參數(shù) 忽略檢查 忽略自動進樣順序 忽略4 點擊等離子源設(shè)置，設(shè)置清洗泵速和分析泵速，RF 功率，霧化器壓力和輔助氣流量。清洗泵速和分析泵速一般設(shè)定在40-60rpm 之間RF 功率通常設(shè)定為950W1150W霧化器壓力根據(jù)需要一般設(shè)定在2432PSI 之間輔助氣流量一般設(shè)定為0.50 L/min，觀測高度：155 內(nèi)標 忽略6 點擊標準，可添加和刪除標準，選擇標準中所含有的元素及其所需的譜線，設(shè)置和修改元素含量。7 單擊方法 保存，輸入方法名，點擊確定，方法編輯完成。4、 點火操作1) 確認光室溫度穩(wěn)定在38.00.1。2) 再次確認氬氣儲量和壓力（0.550.65Mpa），并確保在Boost 模式（大量驅(qū)氣模式如圖）下驅(qū)氣30 分鐘，以防止CID 檢測器結(jié)霜，造成CID 檢測器損壞。3) 檢查并確認進樣系統(tǒng)（矩管、霧化室、霧化器、泵管等）是否正確安裝。4) 開啟排風。5) 打開水循環(huán)。6) 上好蠕動泵夾，把樣品管放入蒸餾水中。7) 單擊右下腳點火圖標，打開等離子狀態(tài)對話框，查看連鎖保護是否正常，若有紅燈警示，需做相應(yīng)檢查，若一切正常點擊等離子體開啟，進行點火操作。8) 待等離子體穩(wěn)定15-30 分鐘后，即可開始測試樣品。5、 建立標準曲線并分析樣品1) 選擇分析方法，點擊儀器選擇執(zhí)行自動尋峰注：執(zhí)行自動尋峰時，標準溶液濃度不能太低，亦不能太高，最好控制在1ppm10ppm 左右，否則有可能出現(xiàn)尋峰失敗。遇到此種情況，可采用單標，對尋峰失敗的譜線重新進行尋峰。尋峰結(jié)束后，需要重新保存方法，才可以繼續(xù)標準化。若譜線沒有漂移或漂移很小，可忽略此步驟。若譜線漂移很遠，可能需要重新做波長校準。2) 點擊標準化圖標，打開標準化對話框如下所示，依次運行標準溶液，點擊完成。3) 雙擊樣品名稱，即可打開Subarray 譜圖（樣品譜圖可疊加），察看譜峰是否有干擾，某些干擾可通過移動譜峰和背景的位置來消除干擾。需要點擊更新方法。4) 通過方法 元素 譜線和級次 擬合，察看譜線的線性關(guān)系和相關(guān)系數(shù)。以確定該譜線是否可用。如果沒問題，就可點擊未知樣圖標分析樣品。6、 熄火并返回待機狀態(tài)1） 分析完樣品后，用蒸餾水沖洗510 分鐘，點擊等離子體關(guān)閉，等幾分鐘，待水循環(huán)壓力上升后，關(guān)閉水循環(huán)。2） 通過點擊儀器狀態(tài)來查看Camera 的溫度，當溫度回升到溫室時，即可關(guān)閉氬氣。3） 松開泵夾。7、 完全關(guān)機當儀器長期停用時，可關(guān)閉儀器主開關(guān)。三、常見故障排除1 點火困難或無法點火1.1 氬氣不純，更換高純氬氣 (氬氣純度應(yīng)低于99.995%)。1.2 氣體管路泄漏，查漏。 1.3 進樣系統(tǒng)漏氣。檢查霧化室、霧化器、泵管、進樣管、排廢液管是否有漏氣的地方，檢查“O”型環(huán)是否老化。1.4 點火時泵夾未上緊或進樣管未放入水中。1.5 炬管臟、中心管臟。1.6 檢查冷卻氣管、輔助氣管、霧化氣管的接頭是否有漏氣的地方。1.7 排風未打開或風力太小。2 靈敏度低2.1 霧化器堵塞或損壞，清洗 或更換。2.2 霧化氣壓力（或流量）使用不當（太大或太?。?。設(shè)置正確的壓力。2.3 光室