ICP-AES法测定NCS催化剂烃溶液中钕含量

(中国石油独山子石化公司研究院分析测试中心，独山子833699)

1 前言

NCS催化剂烃溶液中的钕是一种活性金属，是橡胶工艺生产中重要的控制参数,但是传统的方法是用重量分析法—草酸盐沉淀法来测定其中的钕含量，沉淀物经烘干灼烧 ，最后恒重[1]，要经过较多步骤，分析时间较长，对工艺生产的中间控制环节要求的快速准确就有点不适宜。电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)法有线性范围宽、基体效应小、检出限低、灵敏度高、快速、简便等特点[2]，因此本实验探讨了采用电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)法取代草酸盐沉淀法来测定NCS催化剂烃溶液中的钕，效果比较好，缩短了分析时间，及时为生产工艺提供了准确的参考数据。

2 实验部分

2.1 仪器和工作条件

IRIS ERAdvantange等离子原子发射光谱仪及数据处理工作站(美国热电)。

工作条件：入射功率1350W；钕分析线430.358nm；测定10次数；冷却气流量15L/min；

辅助气流量和载气流量1.2L/min；样品进样量1.1 mL/min。

2.2 试剂与样品

浓盐酸：优级纯；正己烷：分析纯；二级水。

钕标准溶液；1000.0μg/mL,(中国石油化工科学研究院生产)分别稀释成1.0μg /mL、10.0μg/mL和100.0μg/mL标准溶液。

样品：NCS配合物悬浊液，是一种橡胶催化剂化合物烃溶液。

2.3 实验方法

100mL的锥形瓶中加入10mL干燥的正己烷，用注射器抽取一定体积的试样并称重，记录试样的质量，精确到0.0001g，将样品注入到锥形瓶内的正己烷中，用量筒量取10mL二级水缓慢加入锥形瓶中，旋转摇匀后，以滴定的方式加入5mL浓盐酸，边滴定边旋转摇晃。将锥形瓶内的混合液移入分液漏斗中，然后加5mL正己烷冲洗锥形瓶3次，再加5mL二级水冲洗锥形瓶3次，将分液漏斗中的混合液剧烈摇晃至少3min，静止分层，用原来的锥形瓶收集水层，再向分液漏斗中加入20mL二级水，缓慢摇晃至3min冲洗萃取，然后水层继续收集到原来的锥形瓶，将分液漏斗中的有机层倒掉后，把锥形瓶收集到的水层倒回到在分液漏斗中，然后再先后用5mL正己烷和5ml二级水冲洗锥形瓶各3次，冲洗液均倒入分液漏斗中，再加20mL正己烷，剧烈摇晃3min，静止分层，用1000mL容量瓶收集水层，将有机层倒入废油桶中，向容量瓶中加二级水定容至1000mL。用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)测定钕含量。

3 结果与讨论

3.1 分析谱线的选择

在仪器方法软件中初步建立方法，选出谱线，钕在401.225 nm、406.109 nm、410.946 nm、430.358 nm波长处，用该方法对配制好的 1.0、10.0、100.0μg/mL 3个浓度的标准溶液进行测定，制作成3条谱线的工作曲线。并对3个处理好的样品溶液进行测定。相关系数和测定结果见表1。

表1 相关系数和测定结果 μg/mL

从工作曲线的相关系数和样品测定值可以看出谱线430.358 nm比较好。

3.2 基体铝元素的影响

NCS催化剂烃溶液中的基体元素为铝，无其它共存元素，所以在方法中添加铝元素测定，谱线为309.271 nm波长处。配制分别含有浓度为1.0μg/mL铝和浓度为10.0μg/mL的铝的钕溶液，钕浓度都为10.0μg/mL，用该方法对钕铝混合溶液进行光谱扫描，不同铝浓度下钕、铝的谱线强度见表2。

表2 不同铝浓度下钕、铝的谱线强度见表

由表2可以看出基体铝元素的含量对钕的谱线强度基本没有影响，所以在制定标准溶液时不用考虑基体铝元素的影响。

3.3 样品称取量

采用ICP-AES法测定金属时，需要注意的是不要将样品测定溶液稀释后测定，这样会让误差按稀释的倍数成倍增大；并且还要注意测定值必须在工作曲线的范围内，才是有效值。所以在称取样品时就必须考虑合适的称取量，以确保样品溶液中的钕离子浓度不超过工作曲线的最大值即100μg/mL，以钕含量60%的催化剂烃溶液为例，配制成1000mL样品溶液，那么样品的称重不应超过0.1667g。当然样品称取量应该是在满足工作曲线测定要求的基础上越大，测定结果越有代表性。

3.4 工作曲线，相关系数和检出限

在上述工作基础上，确定了工作曲线，并对空白溶液进行20次测定，计算出检出限，工作曲线的相关参数见表3。

表3 工作曲线相关系数和检出限

3.5 样品分析

用已经确定的ICP-AES法测定钕含量和草酸盐沉淀方法对10个样品分析，每个样品ICP-AES法测定10次，其相对偏差和对比数据见表4。用ICP-AES钕测定方法和草酸盐沉淀方法测定NCS催化剂化合物烃溶液样品，对比数据两者一致；10组ICP-AES法测定值相对标准偏差小于2.0%。

表4 ICP-AES法和草酸盐沉淀法对比数据和相对偏差

4 结论

实验确定了ICP-AES法测钕的条件：测定谱线为430.358 nm；基体铝元素对钕的测定谱线没有干扰；样品称取量不应超过0.1667g；检出限为0.033μg/mL。该方法克服了草酸盐沉淀法的步骤繁琐，分析时间较长的缺点，满足了生产工艺中间控制的及时准确的要求，尤其对装置开工时，寻找合适的催化剂浓度时帮助很大。

[1]刘珍.化验员读本-化学分析[M].北京：化学工业出版社.2003：279-289.

[2]邱德仁.原子光谱分析[M].上海：复旦大学出版社.2002：210-219.