ICP光譜儀分析中的物理干擾及消除

發布日期：2019-10-22 11:04:58 來源：互聯網

溶液物理性質不同導致的干擾效應稱為物理干擾，又稱為物性干擾，主要是由分析樣品的溶液黏度、表面張力以及密度差異引起譜線強度的變化。主要表現為酸效應和鹽效應。

1、酸效應

在ICP光譜儀技術中，主要使用氣動霧化器將樣品溶液霧化為氣溶膠，氣動霧化器的霧化進樣量及氣溶膠顆粒的大小都與試樣溶液的物理特性有關，標準溶液和樣品溶液在制備過程中需要添加一定量的無機酸以防止分析物的水解和沉淀。由于各種無機酸的黏度、密度等物理性質不相同，加入量不同時引起所謂“酸效應”，即溶液酸度值和酸類型不同將影響譜線強度。酸效應是以有酸時譜線強度與無酸時譜線強度之比表示的。酸效應的機理主要在進樣霧化過程產生。隨著酸度的增加，譜線強度明顯降低。無機酸使樣液粘度增大，降低提升率導致分析信號下降。大量研究表明，各種元素都隨酸濃度增加信號強度下降，元素間呈無規則的信號變化。硝酸與硫酸的濃度增高，使鎂、鈣、鋅、鐵、錳等原子線及離子線信號均明顯下降，硝酸濃度達2 mol/L時，相對信號強度降至0.7~0.8，硫酸有相同現象。而磷酸對鍶、鎂、錳、鐵、銅、鋅等的原子線及離子線的發射強度均有抑制作用，且隨酸濃度增高信號值下降增大。實驗表明酸基體對錳、銅分析信號的影響，指出5%～20%鹽酸抑制率為8%～10%；5%～10%硝酸抑制率為10%~13%；0.5%%～2%硫酸抑制率高達40%。

酸效應主要歸因于溶液物理性質的變化，即粘度的增加，導致霧化器提升量的下降和霧化效率的降低，蠕動泵的存在克服了粘度對提升量的影響。

(2)鹽效應

溶液的黏度等物理性質隨溶液含鹽量的增加而增大，從而影響溶液的進樣量、霧化效率和氣溶膠傳輸率并最終影響譜線強度。有資料表明，隨著溶液中含鹽量的增加和物理性質的改變，溶液的提升量即譜線強度逐漸降低，其影響十分明顯。用蠕動泵強制進樣雖然能降低溶液提升量的波動幅度，但含鹽量對迸樣效率和譜線強度的影響不能消除。

物理干擾的消除

(1)標準加入法

對于組成復雜的樣品共存元素濃度的變化往往引起背景水平的變化，共存組分的線光譜和帶光譜及各種形式的雜散光會使背景信號移動。標準加入法是一種不需要預先了解樣品基體的光譜而又能夠校正這些干擾和基體效應的方法，傳統的外推值標準加入法的缺點在于ICP的背景等效濃度BEC較高且不穩定。

(2)基體匹配法

所謂基體匹配法，就是使用來建立工作曲線的標準溶液與分析樣品溶液的主成分濃度和酸濃度匹配的方法。由于主成分相似，其對分析元素的非光譜干擾相似，用匹配的方法就可以扣除基體或主成分的非光譜干擾，在ICP-^ES分析中應用比較普遍。

(3)酸效應干擾的消除

克服酸基體效應的研究主要集中在改變產生酸效應因素方面，如改進霧化器，優化霧化室。增加去溶系統以及強化狀態的等離子體工作參數，如提高射頻(rf)功率等。

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