微型柱在线分离—ICP-MS法测定高纯氧化铕中的14个稀土杂质..doc

微型柱在线分离—ICP-MS法测定 高纯氧化铕中的14个稀土杂质 项目完成人： 李继东*，伍 星，郑永章 项目完成单位：国家有色金属及电子材料测试中心 摘 要 研究了微型柱在线分离-电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）测定高纯Eu2O3中痕量Ｔｍ的方法，研制了Cyanex272负载树脂微型分离柱，优化了分离大量基体Eu2O3的实验条件，在线分离测定时间为25min。最终建立了在线柱分离测定Tm，内标补偿法直接测定其余稀土杂质的高纯Eu2O3中14个稀土杂质的ICP-MS分析方法。方法检出限为0.01μg/g ~0.15μg/g，加标回收率为91.5%-110%，相对标准偏差为1.7%~4.9%。可满足快速测定99.999% Eu2O3中14个稀土杂质的要求。 关键词 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS） 高纯稀土氧化物中稀土杂质元素的分析日益受到人们的重视。Eu2O3作为荧光材料广泛应用于各个领域[1]，其纯度影响荧光特性。高纯Eu2O3中稀土杂质的测定主要采用质谱法[2,3]和发射光谱法[4,5]等。在发射光谱分析中，由于稀土元素的电子层结构复杂，光谱干扰严重，一般只能测定99.99%以下产品中的稀土杂质元素，难以满足更高纯度要求。化学光谱法是一种测定高纯Eu2O3中稀土杂质的有效方法。从已报道的文献中可以看出，分离时间是制约整个分析周期的主要因素，李武帅等[6]用P507萃取色谱分离-原子发射光谱测定了高纯Eu2O3中14个稀土杂质，分离周期为10h。尹明等[2]研究了P507萃淋树脂分离大量基体Eu2O3，建立了内标补偿直接测定大部分稀土杂质和经P507 分离基体后测定被干扰离子Tm相结合的高纯Eu2O3中稀土杂质的ICP-MS分析方法，分离周期约为7h。这些方法分离周期较长，不能很好的满足生产和工艺研究的需要。伍星等[7]采用P507萃淋树脂小柱分离，分离周期缩短至2.5h，但由于P507分离洗脱酸度高，高浓度HCl易腐蚀ICP-MS仪接口，不能直接引入ICP-MS进行测定，增加了后处理时间。缩短分离周期，提高分析速度是亟待解决的问题。 本文采用一种新型膦酸类萃取剂[二（2，4，4-三甲基戊基）膦酸] ，制备了微型分离柱并对其分离Tm的实验条件进行了优化选择，最终将Tm的在线分离测定周期缩短至25min。结合内标补偿法直接测定其余稀土杂质，建立了高纯Eu2O3中14个稀土杂质的ICP-MS分析方法。 1. 实验部分 1.1 仪器与试剂 Elan 5000 电感耦合等离子体质谱仪（美国,P.E.公司）； Plasma 2000 电感耦合等离子体发射光谱仪 (美国, P.E.公司)；Minipuls 2型八通道蠕动泵（法国,Gilson公司）；微型萃取色层柱（柱床：16mm×9mm i.d.）ICP-MS仪主要工作参数见表1. 混合稀土元素标准储备液（1.0g/L）g/L）N氧化铕配制，使用时稀释至所需浓度；CsCl内标储备液（10mg/L）Cyanex272，简称C272）,质量浓度：85%（工业产品）,（北京矿冶研究总院提供）；硅烷化硅球(0.061~0.074μm)（上海试剂一厂）；盐酸淋洗液：用盐酸（约2mol/L，用氢氧化钠标准溶液标定）稀释至所需浓度，并使其中含有50ng/mLCsCl；试验中所用试剂均为优级纯，水为二次去离子水。 表1 Elan 5000 ICP-MS仪器测定参数 电感耦合等离子体参数 测量参数 质谱仪参数 接口参数 RF功率：1kW 分辨率（10%峰高）：0.8±0.1aum 真空仓压力： 采样位置:15mm 冷却气流量（Ar）：12L/min 停留时间：300ms (165ms)* 1~3×10-5Pa (取样锥孔至负 (点火：15L/min) 扫描方式：元素 ETP电位：-3200VDC 载线圈的距离) 辅助气流量(Ar)：0.7 L/min 测量方式：跳峰 离子透镜设置： 采样锥(Ni)孔径: 载气流量（Ar）：0.9L/min 测量时间：1s/个 （0.6s/个）* B:47 P:43 S2 :47 E1:17 1.14mm 石英炬管：半可拆式炬管 测量点/峰：3 分离锥(Ni)孔径: （Al2O3芯管） 样品提升率：1mL/min