石墨炉原子吸收光谱法测定乙丙橡胶中的钒含量

黄明丽，史立英，张型兰，龚晓光

(1.中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司 乙烯厂，吉林 吉林 132022)

钒是乙丙橡胶聚合反应的催化剂之一，在反应完成后，必须除去橡胶中的含钒杂质，否则就会伴随有副反应的发生，严重影响乙丙橡胶的质量，所以乙丙橡胶中的钒含量必须严格控制，建立相应的分析方法，准确、快速地测定乙丙橡胶中的钒含量。

乙丙橡胶中钒含量通常采用分光光度法[1]进行测定，试样经高温灰化溶解后,用分光光度法测定，在测定时需要进行萃取，测定时间较长，所需试剂种类多，方法操作过程繁杂，误差较大。

本文选用石墨炉原子吸收光谱法进行了条件优化，建立了乙丙橡胶中钒含量的测定方法，具有较低的检出限、良好的精密度和准确度，该方法已应用于乙丙橡胶中钒含量测定，测定结果准确、快速。

1 实验部分

1.1 试剂

钒标准储备溶液(质量浓度为1 000 μg/mL)：国家有色金属及电子材料分析测试中心购买；钒标准工作溶液(质量浓度为200 μg/L)：用质量分数为1%的HNO3溶液逐级稀释钒标准储备液，使用时当日配制；硝酸(HNO3)：ρ(HNO3)=1.42 g/mL，优级纯，北京化工厂；实验所用水为去离子水。

1.2 仪器

AA-800型原子吸收光谱仪：塞曼效应扣背景，钒空心阴极灯，美国PE公司。

1.3 仪器工作条件

通过实验选定的仪器工作条件见表1和表2。

表1 仪器工作参数

表2 石墨炉升温程序

1.4 分析方法

1.4.1 试样处理

准确称取10 g(准确至±0.000 2 g)乙丙橡胶试样置于干燥的石英皿中，将石英皿放在电炉上用小火炭化，炭化后移入马弗炉中于650 ℃下灰化，灰化后取出石英皿冷却至室温，然后加入10 mL质量分数为10%的HNO3，将石英皿放在电炉上小火缓慢加热，待灰分溶解后，将溶液冷却转移至200 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度待测。

1.4.2 钒标准曲线的绘制

通过设定由自动进样器自动吸取的200 μg /L钒标准工作溶液0.00、5.00、10.00、15.00、20.00 μL，自动配制成浓度分别为0、50、100、150、200 μg /L系列标准溶液，按选好的条件测定峰面积吸光度，绘制工作曲线见图1。

ρ(V)/(μg·L-1)图1 钒的工作曲线

2 结果与讨论

2.1 酸介质的确定

本方法使用的酸介质是硝酸，主要是对硝酸浓度的确定，标准液的允许酸度范围较宽，分别选择了0.5%～2.0%范围内不同的浓度，考虑到石墨管的消耗等因素，本实验认为最佳的浓度是1%。浓度过低，测试过程和结果不稳定，浓度过高对石墨管损伤严重，其它的酸介质如盐酸、硫酸及磷酸，效果均不如硝酸好。

2.2 加热参数的选择

2.2.1 干燥

为了防止过快升温引起样品在石墨管内飞溅，本方法选用斜坡升温方式[2]，起始温度为110 ℃，保持30 s，在15 s内升至130 ℃，为了干燥完全，在130 ℃再保持30 s。

2.2.2 灰化

在不损失待测分析元素的前提下，尽可能选用较高的灰化温度和阶梯升温方式，更好地除去基体共存物质，使气相化学干扰和背景吸收干扰大幅度减小，获得良好的分析结果[3]，本方法选择灰化温度为1 200 ℃。

2.2.3 原子化

要合理选择原子化开始至原子吸收信号回到基线的这段时间间隔，时间长了会影响石墨管的使用寿命，时间短了会造成待测分析元素和基体物质在管内残留聚集，本着选择原子化温度宜低不宜高的原则，本方法原子化温度为2 600 ℃，原子化时间为5 s，原子吸收峰形较锐，无拖尾，背景吸收信号小。

2.2.4 石墨管的选择及干扰的清除

本文采用了进口石墨管，因钒属于高温元素，难以原子化，故采用高温原子化[4]。为了防止石墨炉分析时会有“记忆效应”，可采用“空烧”减少空白值，空烧过后再测空白溶液，确认无“记忆效应”后再测试样溶液，这样能确保消除“记忆效应”的干扰[5]。本方法选择清除温度为2 650 ℃，清除时间为3 s。

2.3 方法检出限

在最佳仪器工作条件下，分别测定空白样及测试样20次，按3倍的标准偏差计算检出限为4.2 μg/L。

2.4 方法的精密度和准确度

2.4.1 精密度实验

取2个试样按实验方法测定试样中的钒含量，结果见表3。由表3可知，相对标准偏差分别为3.3%和3.8%。

表3 精密度实验

2.4.2 准确度实验

在试样溶液中加入一定量的标准溶液进行回收率测定，结果见表4。由表4可知，钒的回收率为90.0%～110.0%。

表4 钒的加标回收率实验

2.5 对照实验

取3个试样分别用本方法和分光光度法[1]进行测定，2种方法测得结果基本一致，测定结果见表5。

表5 两种方法比较

3 结 论

本文使用石墨炉原子吸收光谱法测定乙丙橡胶中的钒含量，采用适当方法处理试样，方法的灵敏度、回收率高，检出限低，精密度好，抗干扰能力强，操作简单、快速，完全可以满足控制分析工作的需要。

参 考 文 献：

[1] 刘绍璞，朱鹏鸣，张国轩，等．金属化学分析概论与应用[M]．成都：四川科学技术出版社，1985．

[2] 李安模，魏继中．原子吸收及原子荧光光谱分析[M]．北京：科学出版社，2000．

[3] 邓勃，何华焜．原子吸收光谱分析[M]．北京：化学工业出版社，2004．

[4] 曾可明．石墨炉原子吸收法测定水中的钒[J]．实用预防医学，2008，15(1)：228-229．

[5] 季彦鋆，唐姚瑶，沈沁怡，等．石墨炉原子吸收法测定地表水中钒的方法探讨[J]．环境科学与管理，2013，38(5)：157-159．