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摘 要:该文是关于贵金属仪器分析的方法以及它的发展态势的文献综述系列,,为了使相关贵金属研究人员和工作者对贵金属研究方法和发展前景有个很好的了解,也是为读者提供方便,对论文的框架内容进行了分类. 简述了分光光度、电化学分析、原子吸收光谱、电感藕合等离子体质谱、发射光谱、X射线荧光光谱等现代分析仪器法在贵金属分析 中的应用,并对各种仪器分析法的分析性能进行 了比较;简单介绍了新研发的SK一800无色散原子荧光测金仪的主要概况。
关键词:贵金属仪器分析 光学方法 新方法
随着现代科技的发展和人们对贵金属元素各种性质认识的不断加深,贵金属 金属已在工业催化、军工、能源和生物医学等领域被广泛使用,使贵金属作为”现代工业维他命”的作用与日剧增。然而,贵金属元素在地壳中的丰度值很低,质量分数一般在 lO ~lO 之间。这种资源短缺与需求的矛盾使贵金属找矿再次成为地质工作的重点,特别是在新一轮地质大调查中贵金属元素已成为重点普查对象。这样对分析工作者而言,提供快速、准 确、检测能力强的分析方法成为当务之急。现代仪器分析法在这方面具有其独特的优 势,特别是高性能的AAS、ICP—AES和ICP— MS在该领域的相继使用,使贵金属分析 出现了崭新的局面。因此,从中回收贵金属元素,无论对于我国资源的充分利用,还是对于高新材料技术的发展和在新催化剂的研制上均具有重大的经济效益和社会效益。我们会逐步介绍光度法、电化学分析、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、发射光谱、X射线光谱、其他分析技术、 SK一800型无色散原子荧光测金仪、以及各种仪器分析方法的比较和前景展望
1.各种仪器分析方法
1.1 光度法(photometry)
在贵金属分析的应用研究中,光度法仍是最为活跃的研究领域,特别是在我国表现得更为突出。以罗丹宁杂多酸和罗丹宁偶氮类试剂、杂环偶氮类试剂及卜啉试剂三大显色体系为代表,大量应用研究涌现出来。当然,近年来也有一些新的研究技术和工具被引入这一研究领域。同时各种预富集分光光度法及高分辨的导数吸光光谱法对贵金属进行测定也有相关的报道。化学计量学在该领域的应用成功地实现了多组份同时测定。
1.2 电化学分析(ECA)
近年来电化学分析法在贵金属领域的研究明显减少。但溶出伏安法、化学修饰电极及其他领域有一些新成果出现。在溶出伏安法及化学修饰电极方面,悬汞电极阴极溶出伏安法、碳纤维超微电极、阳极溶出法、脱乙酰壳多糖化学修饰电极阳极溶出、水杨醛肟修饰碳糊电极吸附溶出伏安法以及硫冠醚碳糊电极等不同的化学修饰。电极及测试方法在贵金属的测定中被运用。另外催化极谱法、线性扫描伏安法、差示脉冲 极谱法测定、微分循环示波计及离子选择电极等电化学分析技术配合一定的富集技术也能有效地测定超痕量贵金属元素。
1.3 原子吸收光谱法(AAS)
现今,无论火焰原子吸收法还是无火焰原子吸收法都在金银分析领域占据了主导地位,在其他贵金属元素测试方面也有应用。近年来发展的主要动态是强有力的富集技术的发展,特别是特效树脂多元素同时富集技术以及 FIA—AAS联用技术在贵金属分析中的应用。
1.4 电感耦合等离子质谱法(IcP~MS)
可以说在近十年的飞速发展中,该技术与不同的样品前处理及富集技术相结合成为现今痕量、超痕量贵金属分析领域最强有力的工具。Riit—taI6一用硫镍试金富集,HC1溶解试金扣、再用碲共沉淀 ICP—MS测定了岩石样品中的Au、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru,样品检出限分别为 0.32、0.12、1.17、2.42、0.28、0.45、2.6lng/g;S 改进了的硫镍试金、碲共沉淀IcP—MS测定了贵金属元素,主要是将原料中的硫化镍进行了纯化,有效的降低了贵金属分析空白。
1.5 发射光谱分析(AES)
能实现贵金属和贱金属同时测定的AES技术,特别是 ICP—AES技术在贵金属领域的应用也比较广泛。但由于该种分析技术检测能力有限,用其直接测定时一般很难达到对超痕量贵金属元素的准确测定,因此近年来研究的重点是与之配套的分离富集技术。
1.6其他分析技术化学发光分析
囚有极高的灵敏度而在贵金属分析领域得到一定的研究。其中,近年来固相化学发光分析及化学发光与流动注射联用技术在贵金属测定中得到一定应用。另外质子活化分析、中子活化分析、荧光技术及激光热透镜光谱法等分析技术也用于不同物料中贵金属元素的测定。
2. 各种仪器分析方法的比较
从分析范围、分析精度、多元素同时检测能力、抗干扰能力等方面对各类仪器在贵金属分析性能方面进行定性比较。在这里的测定范围是指该仪器一 般情况下的检测范围,不包括高度富集和稀释;分析精度是指在仪器的最佳测定范围内的分析重现性;因贵金属分析一般须进行有效的分离,所以在这里抗干扰能力主要指共存贵金属元素间的干扰,同时也考察了其他共存元素的干扰以及对测定介质的要求等许多因素。在纳克级贵金属元素测定方面,ICP—MS法有很大的技术优势,检测下限低、精度较好,可多元素同时测定并有较强的抗干扰能力;ETAAS法~般只能单元素测定,但其他方面优势较明显且运转费用低。在微克级的贵金属元素测定方面,ICP~AES法有较大的优势,但运转费用较高;FAAS法虽只能单元素测定,但仪器比较普及且操作方便、运转费用低、分析速度快,为一种较理想的测试技术。在高含量贵金属分析方面,XRF有其独特的优势,但分析时须有相应基体的标准匹配;ECA中的精密库仑分析法不失为一种好的分析方法。
3.结论
现代先进的仪器分析手段已在贵金属领域占据r统治地位,特别是高灵敏度、快速的ICP—MS多元素同时分析技术在国外已成为贵金属分析的常用手段。在我国该技术起步较晚,加之仪器昂贵又全依赖进口,现今只处于研究阶段,要想被普遍使用 尚需时臼。ICI一AES法在贵金属微量测试方面虽不及ICP—MS技术,但它多元素、微常量同时检测能力将在该领域今后的测试方面发挥重要作用;AAS技术虽只能进行单元素测定,但该技术在我国普及率高,在近几年它仍将是我国贵金属分析的主要技术;光度法虽在我国被大量研究,但一般分析条件(酸度、温度、时间)要求苛刻,操作困难,因而能够真正用于大批量生产实践 中的较少;电化学法在ICP—MS未能普及之前,在贵金属分析方面有其一定的优势,特别是对铂、铱的分析。
4展望
随着现代仪器技术的不断发展 ,近几年来 PGE 分析测定方法的灵敏度、选择性不断地提高,检测限逐渐地降低,这为进一步研究铂贵金属元素的分析方法指明了方向。未来贵金属元素的检测将朝着以下几个方向发展 :一是加大贵金属元素标准物质的研制 ,逐步减少测试相对误差;二是在前处理过程中,不断研究有效的样品分解方法和高效的分离富集手段;三是在分析方法上,对各项创新技术进行优化组合,使用联用技术达到多种元素的同时或连续测定;四是在成本控制上,尽量通过改进各种分析联用技术 ,逐步降低分析成本。
综上所述,鉴于贵金属在 自然界中的含量极低,研究其痕量和超痕量的分析方法仍具有重要意义。不断寻找新的试剂(如从复杂试样中同时分离富集多个元素的组富集剂,高选择性、高灵敏度的多元络合物)目前应用较广,而且也很有发展前途。随着仪器分析的发展尤其是新的联用技术的发展,用现代分析仪器 (如ICP—AFS、ICP—AES等)测定多个贵金属的方法是今后的主要发展方向之一。
参考文献:
1.郑永章.流动注射在线分离富集 石墨炉原子吸收法测定氧化铅中痕量金[J].分析试验室.2000.19(4):22— 26.
2.垒泽祥.杨洋.陈文武。等.流动注射在线萃取石墨炉厚子吸收法测定地质样 品中痕量钯[J:.分析试验室.2000。l9(4):37—39.
3.张丽娟,赵丽巍.流动注射在线清洗MII’。 AES测定铂钯金的研究[J].光谱学与光谱奇析,200l,2l(1):62—65.
关键词:贵金属仪器分析 光学方法 新方法
随着现代科技的发展和人们对贵金属元素各种性质认识的不断加深,贵金属 金属已在工业催化、军工、能源和生物医学等领域被广泛使用,使贵金属作为”现代工业维他命”的作用与日剧增。然而,贵金属元素在地壳中的丰度值很低,质量分数一般在 lO ~lO 之间。这种资源短缺与需求的矛盾使贵金属找矿再次成为地质工作的重点,特别是在新一轮地质大调查中贵金属元素已成为重点普查对象。这样对分析工作者而言,提供快速、准 确、检测能力强的分析方法成为当务之急。现代仪器分析法在这方面具有其独特的优 势,特别是高性能的AAS、ICP—AES和ICP— MS在该领域的相继使用,使贵金属分析 出现了崭新的局面。因此,从中回收贵金属元素,无论对于我国资源的充分利用,还是对于高新材料技术的发展和在新催化剂的研制上均具有重大的经济效益和社会效益。我们会逐步介绍光度法、电化学分析、原子吸收光谱、电感耦合等离子质谱、发射光谱、X射线光谱、其他分析技术、 SK一800型无色散原子荧光测金仪、以及各种仪器分析方法的比较和前景展望
1.各种仪器分析方法
1.1 光度法(photometry)
在贵金属分析的应用研究中,光度法仍是最为活跃的研究领域,特别是在我国表现得更为突出。以罗丹宁杂多酸和罗丹宁偶氮类试剂、杂环偶氮类试剂及卜啉试剂三大显色体系为代表,大量应用研究涌现出来。当然,近年来也有一些新的研究技术和工具被引入这一研究领域。同时各种预富集分光光度法及高分辨的导数吸光光谱法对贵金属进行测定也有相关的报道。化学计量学在该领域的应用成功地实现了多组份同时测定。
1.2 电化学分析(ECA)
近年来电化学分析法在贵金属领域的研究明显减少。但溶出伏安法、化学修饰电极及其他领域有一些新成果出现。在溶出伏安法及化学修饰电极方面,悬汞电极阴极溶出伏安法、碳纤维超微电极、阳极溶出法、脱乙酰壳多糖化学修饰电极阳极溶出、水杨醛肟修饰碳糊电极吸附溶出伏安法以及硫冠醚碳糊电极等不同的化学修饰。电极及测试方法在贵金属的测定中被运用。另外催化极谱法、线性扫描伏安法、差示脉冲 极谱法测定、微分循环示波计及离子选择电极等电化学分析技术配合一定的富集技术也能有效地测定超痕量贵金属元素。
1.3 原子吸收光谱法(AAS)
现今,无论火焰原子吸收法还是无火焰原子吸收法都在金银分析领域占据了主导地位,在其他贵金属元素测试方面也有应用。近年来发展的主要动态是强有力的富集技术的发展,特别是特效树脂多元素同时富集技术以及 FIA—AAS联用技术在贵金属分析中的应用。
1.4 电感耦合等离子质谱法(IcP~MS)
可以说在近十年的飞速发展中,该技术与不同的样品前处理及富集技术相结合成为现今痕量、超痕量贵金属分析领域最强有力的工具。Riit—taI6一用硫镍试金富集,HC1溶解试金扣、再用碲共沉淀 ICP—MS测定了岩石样品中的Au、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru,样品检出限分别为 0.32、0.12、1.17、2.42、0.28、0.45、2.6lng/g;S 改进了的硫镍试金、碲共沉淀IcP—MS测定了贵金属元素,主要是将原料中的硫化镍进行了纯化,有效的降低了贵金属分析空白。
1.5 发射光谱分析(AES)
能实现贵金属和贱金属同时测定的AES技术,特别是 ICP—AES技术在贵金属领域的应用也比较广泛。但由于该种分析技术检测能力有限,用其直接测定时一般很难达到对超痕量贵金属元素的准确测定,因此近年来研究的重点是与之配套的分离富集技术。
1.6其他分析技术化学发光分析
囚有极高的灵敏度而在贵金属分析领域得到一定的研究。其中,近年来固相化学发光分析及化学发光与流动注射联用技术在贵金属测定中得到一定应用。另外质子活化分析、中子活化分析、荧光技术及激光热透镜光谱法等分析技术也用于不同物料中贵金属元素的测定。
2. 各种仪器分析方法的比较
从分析范围、分析精度、多元素同时检测能力、抗干扰能力等方面对各类仪器在贵金属分析性能方面进行定性比较。在这里的测定范围是指该仪器一 般情况下的检测范围,不包括高度富集和稀释;分析精度是指在仪器的最佳测定范围内的分析重现性;因贵金属分析一般须进行有效的分离,所以在这里抗干扰能力主要指共存贵金属元素间的干扰,同时也考察了其他共存元素的干扰以及对测定介质的要求等许多因素。在纳克级贵金属元素测定方面,ICP—MS法有很大的技术优势,检测下限低、精度较好,可多元素同时测定并有较强的抗干扰能力;ETAAS法~般只能单元素测定,但其他方面优势较明显且运转费用低。在微克级的贵金属元素测定方面,ICP~AES法有较大的优势,但运转费用较高;FAAS法虽只能单元素测定,但仪器比较普及且操作方便、运转费用低、分析速度快,为一种较理想的测试技术。在高含量贵金属分析方面,XRF有其独特的优势,但分析时须有相应基体的标准匹配;ECA中的精密库仑分析法不失为一种好的分析方法。
3.结论
现代先进的仪器分析手段已在贵金属领域占据r统治地位,特别是高灵敏度、快速的ICP—MS多元素同时分析技术在国外已成为贵金属分析的常用手段。在我国该技术起步较晚,加之仪器昂贵又全依赖进口,现今只处于研究阶段,要想被普遍使用 尚需时臼。ICI一AES法在贵金属微量测试方面虽不及ICP—MS技术,但它多元素、微常量同时检测能力将在该领域今后的测试方面发挥重要作用;AAS技术虽只能进行单元素测定,但该技术在我国普及率高,在近几年它仍将是我国贵金属分析的主要技术;光度法虽在我国被大量研究,但一般分析条件(酸度、温度、时间)要求苛刻,操作困难,因而能够真正用于大批量生产实践 中的较少;电化学法在ICP—MS未能普及之前,在贵金属分析方面有其一定的优势,特别是对铂、铱的分析。
4展望
随着现代仪器技术的不断发展 ,近几年来 PGE 分析测定方法的灵敏度、选择性不断地提高,检测限逐渐地降低,这为进一步研究铂贵金属元素的分析方法指明了方向。未来贵金属元素的检测将朝着以下几个方向发展 :一是加大贵金属元素标准物质的研制 ,逐步减少测试相对误差;二是在前处理过程中,不断研究有效的样品分解方法和高效的分离富集手段;三是在分析方法上,对各项创新技术进行优化组合,使用联用技术达到多种元素的同时或连续测定;四是在成本控制上,尽量通过改进各种分析联用技术 ,逐步降低分析成本。
综上所述,鉴于贵金属在 自然界中的含量极低,研究其痕量和超痕量的分析方法仍具有重要意义。不断寻找新的试剂(如从复杂试样中同时分离富集多个元素的组富集剂,高选择性、高灵敏度的多元络合物)目前应用较广,而且也很有发展前途。随着仪器分析的发展尤其是新的联用技术的发展,用现代分析仪器 (如ICP—AFS、ICP—AES等)测定多个贵金属的方法是今后的主要发展方向之一。
参考文献:
1.郑永章.流动注射在线分离富集 石墨炉原子吸收法测定氧化铅中痕量金[J].分析试验室.2000.19(4):22— 26.
2.垒泽祥.杨洋.陈文武。等.流动注射在线萃取石墨炉厚子吸收法测定地质样 品中痕量钯[J:.分析试验室.2000。l9(4):37—39.
3.张丽娟,赵丽巍.流动注射在线清洗MII’。 AES测定铂钯金的研究[J].光谱学与光谱奇析,200l,2l(1):62—65.