更全的杂志信息网

精己二酸中金属杂质元素的分析

更新时间:2009-03-28

精己二酸是由粗己二酸脱色提纯得到的高纯己二酸,广泛应用于化工生产、有机合成工业、食品医药、润滑剂制造等领域[1-4]。精己二酸中金属杂质元素的含量关系到精己二酸的品质,直接影响其应用范围。因此,在生产过程中监控这些金属杂质元素的含量具有重要的意义。

通过稳油降水措施在该区块的应用,对区块、单井进行分析,在积极治理低效无效井的同时,加大油水井措施力度,加强节能新工艺的推广应用,防止有效益井效益类别下滑及新低效井的产生,巩固了区块开发效益。共实施压裂、补孔、堵水、调参、调冲、间抽等各类调整共1109井次,与运行计划对比,实现水驱年控水16.1×104m3、年控液11.9×104m3、聚驱年控液 7.3×104t,节电 505.34×104kWh,节气19.2×104m3,年收益1.33亿元。

精己二酸中的金属杂质含量很低,若采用一些常用的分析方法如分光光度法、原子吸收(AAS)法和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法等,其检出限均不能满足测定要求。电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法以其特有的离子化和原子化效率,结合高灵敏度的质谱检测器,是目前无机元素分析中检出限最低、应用面最广的分析工具[5-7]。针对ICP-MS分析中的质谱干扰,目前最有效的消除方法为碰撞/反应池(CRC)技术[8]。但采用反应模式,针对样品中目标元素的已知干扰来选择反应气体,需要根据不同基体采用不同的反应条件,不具有通用性[9]。本文将精己二酸样品用超纯水溶解,采用通用的He碰撞模式消除干扰,实现了ICP-MS法同时测定高纯精己二酸中的 Cr、Fe、As、Cd、Sb、Hg、Pb,为正确了解和控制精己二酸中的杂质元素提供了新的技术支持。

食品质地反映的是食品的物理性质,对食品风味的构成有较大影响。TPA质构分析是和力学特性相关的食品质地检测方法,随着食品加工行业的迅猛发展,这种物性的测试方法已经在国内外被广泛用于食品加工行业,与人为的主观评价相比较,客观性、灵敏性是TPA质构分析最明显的优点,有效地避免了人的主观因素对评价结果产生的影响[8-10]。

1 材料与方法

1.1 主要材料与仪器

单元素标准溶液:1000mg·L-1的 Cr、Fe、As、Cd、Sb、Hg、Pb溶液,根据实验要求用2%(V/V)的硝酸溶液稀释。

准确称取0.25g的精己二酸于250mL的容量杯中,加入2%(V/V)的硝酸溶解样品后定容,摇匀,待测,同时配制空白溶液。采用在线加入的方式添加内标混合溶液至所有测试溶液中。

精己二酸经硝酸溶液稀释后进样分析,与标准溶液和空白溶液进行比较。由于基质组成不同,样品进入等离子体的传输过程以及溶剂蒸发速率也会存在较大差异,从而产生基体效应,影响分析结果的稳定性,在测定过程中各元素的精密度变差。校正基体效应最有效的手段是内标校正法。本实验用仪器所配置的蠕动泵自动加入由元素Sc、Y、Bi组成的内标溶液,为衡量内标元素加入后对基体效应的校正情况,考察了加入内标元素前后2h内各待测元素的相对标准偏差(RSD),每10min测定1次,重复测定12次,结果见图1。可以看出,没加内标时各元素的RSD>10%,加入内标元素以后,所有元素的RSD<5%,表明混合内标元素的加入校正了基体效应,有效改善了仪器分析信号的稳定性。

Agilent 7500 cx ICP-MS,采用仪器调谐液优化ICP-MS,最佳工作参数为:射频功率1550W,载气流速 0.72L·min-1,补充气流速 0.35L·min-1,采样深度 8mm,雾室温度15℃,He碰撞模式,He流速 5.5mL·min-1,目标同位素 52Cr、56Fe、75As、111Cd、121Sb、201Hg、208Pb。

1.2 实验方法

内标混合溶液:1 mg·L-1,由 1000 mg·L-1的Sc、Y、Bi单元素标准溶液用2%(V/V)的硝酸溶液稀释而成。

2 结果与讨论

2.1 质谱干扰及消除

精己二酸中无机杂质元素的含量极低,所形成的质谱干扰主要来自样品溶液中的高浓度C、H、O、N以及等离子体工作气体Ar形成的多原子离子,主要干扰离子见表1。为考察使用CRC在He碰撞模式下所有待测元素的干扰消除情况,实验将He碰撞模式下各元素所获得的背景等效浓度(BEC)值与无气模式进行对比,可以看出,在没有使用碰撞/反应气体的无气模式下,除重质量元素Sb、Hg、Pb以外,其余4个元素的BEC值均大于He碰撞模式,元素Sb、Hg、Pb的测定,其主要干扰来自105Pd16O、186W16O和192Os16O。由于精己二酸中Pd、W、Os的含量极低,所形成的氧化物离子数量极少,对Sb、Hg、Pb的质谱干扰几乎可以忽略不计。在He碰撞模式下,Sb、Hg、Pb与He发生碰撞的几率增大,在碰撞过程中,能量的损失会导致Sb、Hg、Pb的信噪比变差,表现为BEC值反而增大,因此,对于无干扰元素Sb、Hg、Pb,为保证分析灵敏度,本实验采用无气模式进行分析,而对于 Cr、Fe、As、Cd,则选择He碰撞模式来消除干扰。由表1可以看出,4个中质量元素Cr、Fe、As、Cd的BEC得到了极大的改善,尤其是Cr和Fe,大量的干扰主要来自ArC+和ArO+,这些多原子离子比相同质量的单原子离子Cr+和Fe+具有更大的横截面,在CRC内与He碰撞机会增多从而消除干扰。同时,由于Cr+和Fe+的第一电离能处于较低水平,在等离子体中具有较大的电离效率,形成Cr+和Fe+的数量较多,受到来自He碰撞导致Cr+和Fe+的数量或能量损失较少,不足以影响Cr+和Fe+的分析灵敏度。

 

表1 无气模式和He碰撞模式下各元素的背景等效浓度(BEC)

  

52Cr 40Ar12C+, 35Cl16OH+, 36Ar16O+, 38Ar14N+, 36Ar15NH+ 561000 53.0 56Fe 40Ar16O+, 40Ca16O+, 40Ar15N1H+, 38Ar18O+, 112Cd++ 84300 291 75As 40Ar35Cl+, 36Ar39K+, 36Ar38ArH+, 59Co16O+, 43Ca16O2723 16.4 111Cd 95Mo16O+, 71Ga40Ar+, 79Br32S+, 94Zr16OH+, 39K216O2H+ 22.9 7.7+121Sb 105Pd16O+28.5 30.2 202Hg 186W16O+ 10.2 11.3 208Pb 192Os16O+ 9.10 12.6

2.2 内标的校正作用

硝酸(优级纯);精己二酸样品来自重庆华峰化工有限公司。所有实验用水均为Milli超纯水。

采用单元素标准溶液配制浓度分别为0.0、0.05~0.5(Cr、As、Cd、Sb、Hg、Pb 的 浓 度 为0.05μg·L-1, Fe 为 0.5 μg·L-1)、0.2~2.0(Cr、As、Cd、Sb、Hg、Pb 的 浓 度 为 0.2μg·L-1,Fe 为2.0μg·L-1)、1.0~10(Cr、As、Cd、Sb、Hg、Pb 的浓度为 1.0μg·L-1,Fe 为 10.0μg·L-1)、5.0~50μg·L-1(Cr、As、Cd、Sb、Hg、Pb 的浓度为 5.0μg·L-1,Fe为50.0μg·L-1)的系列混合溶液,按所确定的分析条件重复测定10次,得到各元素的校准曲线。结果显示,Cr、As、Cd、Sb、Hg、Pb 在 0.0~5.0μg·L-1范围内的线性相关系数不小于0.9999,Fe在0.0~50.0μg·L-1范围内的线性相关系数为1.0000,表明方法的线性关系良好。以空白溶液重复测定11次的3倍标准偏差所对应的浓度为仪器的检出限(表2),从表2可以看出,各元素仪器的检出限为0.86~32.5 ng·L-1,完全能满足分析要求。

  

图1 内标元素的校正效果

2.3 线性与检出限

旅游危机事件网络舆情的传播存在其特殊性,舆情系统的相关主体之间存在密切的逻辑关系,各主体在旅游危机事件网络舆情的演进过程中扮演着重要的角色。旅游危机事件网络舆情传播的各个生命周期之间不仅仅是简单的推动与顺延,而是有着更深层次的交互和逻辑关系。对旅游危机事件网络舆情传播的这种特殊性的诠释是为了更好地解决现实管理问题。就旅游管理部门而言,除了着眼于旅游管理的现实场域,设计合理的旅游危机事件网络舆情的应对机制显得尤为必要。为了科学应对旅游危机事件网络舆情,充分发挥舆情传播系统各要素的作用,对于旅游危机事件网络舆情的具体应对设计四种机制,即主体联动机制、危机预警机制、虚实协同机制及合理疏导机制。

 

表2 线性与检出限

  

Cr He碰撞模式 0.9999 32.5 Fe He碰撞模式 1.0000 11.9 As He碰撞模式 1.0000 2.71 Cd He碰撞模式 0.9999 0.86 Sb 无气模式 1.0000 3.40 Hg 无气模式 0.9999 2.55 Pb 无气模式 1.0000 1.81

2.4 加标回收实验

采用加标回收实验验证方法的准确性。取一个精己二酸样品溶液,分别加入50ng·L-1的Cr、Fe、As、Cd、Sb、Hg、Pb标准溶液,每个加标样品重复测定11次,所获得的加标回收率见表3。各元素的加标回收率在93.6%~107.6%之间,RSD≤3.4%,说明方法准确可靠。

通常先将各班学生平均分成5组,再在第一组(1—10号学生)中抽签法取一个,然后按照“逐次加10(每组中个体数)”的规则分别确定学号为11—20、21—30、31—40、41—50的另外4组中的学生代表.

 

表3 实际样品的加标回收率

  

RSD/%Cr 50.0 48.2 96.4 2.8 Fe 50.0 51.6 103.2 2.3 As 50.0 52.3 104.6 3.4 Cd 50.0 47.5 95.0 1.6 Sb 50.0 46.8 93.6 1.9 Hg 50.0 50.7 101.4 2.0 Pb 50.0 53.8 107.6 2.6元素 加标值/ng·L-1测定值/ng·L-1加标回收率/%

2.5 样品分析

采用本法分别分析了重庆华峰化工有限公司不同批次的3个精己二酸样品(样品编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),每个样品重复测定11次,结果见表4。3个样品中所测定的7个杂质元素的含量均处于ng·g-1级,杂质含量极低,其中Cr和Hg的含量因低于仪器的检出限而没有检出,方法完全能满足应用于高端产品的精己二酸中杂质元素的测定要求。

 

表4 实际样品的分析结果

  

注:ND为没检出

 

Cr ND* ND* ND*Fe 58.6±1.32 40.8±1.05 34.1±0.76 As 10.1±0.25 21.3±0.39 15.7±0.28 Cd 2.30±0.01 1.72±0.01 3.81±0.01 Sb 10.6±0.03 18.5±0.25 13.8±0.19 Hg ND ND ND Pb 19.3±0.26 28.4±0.44 6.10±0.03

3 结论

精己二酸经2%(V/V)硝酸溶液溶解后直接进样,应用ICP-MS法测定了其中的7种杂质元素。针对样品溶液中基质元素所形成的质谱干扰,采用通用的He碰撞模式消除了多原子离子干扰,通过加入内标元素有效校正了基体效应。方法的检出限为0.86~32.5ng·L-1,各元素的加标回收率在93.6%~107.6%之间,方法已应用高纯精己二酸中杂质元素的测定。

参考文献

[1] 周慧,贺红举,何建英,等.多元载体固载磷钨酸催化剂的研制及绿色合成己二酸[J].食品工业科技,2011,32(1):256-257.

[2] 李玉芳,伍小明.我国己二酸的供需现状及发展前景[J].化学工业,2014,32(2/3):35-40.

[3] 赵建波,桂阳海,刘应凡,等. 己二酸的清洁催化氧化合成研究进展[J]. 郑州轻工业学院学报(自然科学版),2011,26(2):45-49.

[4] 陈志敏,张翠红,李江.磷钨酸季铵盐催化氧化环己烯制备己二酸[J].中北大学学报(自然科学版),2014,35(1):68-71.

[5] Sahoo S K, Mishra S, Zunic Z S, et al. Distribution of uranium and selected trace metals in Balkan human scalp hair using inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. International Journal of Mass Spectrometry, 2014, 373: 15-21.

[6] 刘宏伟,张萍,胡汉祥.有机溶剂溶样-电感耦合等离子体质谱法直接测定六氟磷酸锂中26种杂质元素[J].分析化学,2014,42(6):912-917.

[7] Wang Boshian, You Chenfeng, Huang Kuofang, et al. Direct separation of boron from Na-and Ca-rich matrices by sublimation for stable isotope measurement by MC-ICPMS[J]. Talanta, 2010, 82(4): 1378-1384.

[8] 王英锋,刘翠梅,刘少轻,等.普通/ORS模式-ICP-MS法测定动物血液和组织中硒的比较[J].光谱学与光谱分析,2008,28(9):2173-2176.

 
赵风轩,王焕哲,陈涛,谢华林
《化工技术与开发》 2018年第04期
《化工技术与开发》2018年第04期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号