测粉体样品元素掺杂量的方法

写回答

swan

一切关于水的问题都不是问题

8mg含量太少了，所以每一步的分析都得仔细，尽量不消耗样品为前提，

1.SEM+EDS，可以通过扫描电镜和能谱，获知形貌、粒径分布、元素半定量等，为后续分析做一个基本参考。属于无损检测，不消耗样品。

2.FITR，红外光谱分析。通过红外，可以或者很多官能团结构或者直接获得样品成分。属于无损检测，不消耗样品。

3.选择4mg进行顶空GC-MS。如果样品是无机和有机混合物，可以获得样品有机物成分。

4.选择4mg进行高分辨ICP-MS。可以获知样品全元素分布。

61.3.2.1 阴离子交换树脂分离-偶氮胂Ⅲ光度法

方法提要

稀土离子在硝酸-脂肪醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及异戊醇等)介质中，形成稳定的配阴离子，强烈地吸附在阴离子交换树脂上，吸附能力随脂肪醇浓度和硝酸浓度增加而增大。

以甲醇-3.4mol/LHNO3为交换介质和淋洗液，可将钇组元素和钐洗出，与铈组元素分离。然后用0.21mol/LHNO3淋洗铈组的镧、铈、镨、钕。

铁、铝、钛、镁等随钇组元素洗出。钍、铅、铋随铈组元素洗出。如用丙酮-1.5mol/LHNO3先洗出铈组元素，继用0.2mol/LHNO3(钍量高时用1mol/LHNO3)洗出钍，可使铈组稀土与钍分离。

仪器

分光光度计。

试剂和材料

甲醇。

甲醇-硝酸淋洗液A［甲醇+3.4mol/LHNO3(75+25)］于250mL3.4mol/LHNO3中，加入750mL甲醇，混匀。

甲醇-硝酸淋洗液B［甲醇+3.4mol/LHNO3(70+30)］于300mL3.4mol/LHNO3中，加入700mL甲醇，混匀。

717苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂将在研钵中研磨细、过筛。取100～160目部分，用3mol/LHNO3溶液浸泡24h，倾出悬浮物。

交换柱将处理好的树脂均匀地装入玻璃柱中，使成12cm×1.76cm的树脂柱，用3mol/LHNO3洗至无氯离子。再用80～100mL0.2mol/LHNO3淋洗。交换前先用淋洗液平衡，平衡时可用25～50mL医用注射器接一段胶管，将约10mL甲醇-1.2mol/LHNO3(4+1)溶液从交换柱出口处注入，用尖头长玻棒插入柱内轻轻搅动，使树脂松动而气泡逸出，然后使树脂自然沉积。再用注射器抽去出口处残留的气泡。这样，可使树脂不致过于紧密而影响流速，同时可有效地除去树脂中的气泡。平衡液可使用2～3次，最后用新配制的淋洗液30～40mL平衡。

其他试剂参见61.3.1.2PMBP-苯萃取分离-偶氮胂Ⅲ光度法。

分析步骤

(1)稀土含量高的试样

用稀土总量分析(如重量法等)得到的混合稀土氧化物进行稀土元素分组测定。

称取5～50mg分离出的稀土氧化物，置于50mL烧杯中，加入5mLHNO3及1～2滴H2O2，低温溶解并蒸发至湿盐状，冷却。用250mL甲醇-硝酸淋洗液A，分次加入使盐类溶解并洗涤烧杯，以0.2～0.3mL/min的流速通过交换柱。用250mL容量瓶承接流出液至刻度，混匀。备作钇组稀土测定用。然后用100mL0.2mol/LHNO3以0.5～lmL/min流速淋洗铈组稀土，洗出液用100mL容量瓶承接至刻度，混匀。备作铈组稀土测定用。

(2)稀土含量低的试样

直接制成甲醇-硝酸淋洗液B介质进行交换分离:

称取0.1～0.5g(精确至0.0001g)试样，置于刚玉坩埚中，加4～6gNa2O2，拌匀后再覆盖一层，于高温炉中650～700℃熔融5～10min。稍冷后，置于烧杯中以水提取［如含铁高可用40～50mL(5+95)三乙醇胺溶液提取，沉淀少时可加入1mL100g/LMgCl2溶液］，洗出坩埚，加热煮沸。冷后用中速滤纸过滤，以10g/LNaOH溶液洗涤6～8次。沉淀用8.5mL温热的3.4mol/LHNO3分次溶解于烧杯［滤纸上如有黄色沉淀，则加几滴(1+9)H2O2，滤纸留待以后再用淋洗液洗净］，加入20mL甲醇，以0.2～0.3mL/min的流速通过阴离子交换色谱柱。用72mL甲醇-硝酸淋洗液B以同样流速淋洗，最初20mL分5～6次洗涤原烧杯并通过滤纸滤入交换柱中，所得洗出液用200mL烧杯承接，低温蒸发至5～10mL，移入50mL或100mL容量瓶，冷却后，用水稀释至刻度，混匀。备作钇组稀土测定用。换用100mL0.2mol/LHNO3，以0.5～1mL/min的流速淋洗交换柱，洗出液用100mL容量瓶承接，混匀，备作铈组稀土测定用。

分别分取上述部分溶液按PMBP-苯萃取-偶氮胂Ⅲ光度法测定钇组、铈组稀土含量。

或分取部分溶液于50mL烧杯中，在低温电热板上蒸干，加入1～2mLHNO3、0.5mLHClO4，蒸发破坏有机物并蒸至近干，加少许HCl浸取。转入25mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，按阳离子交换分离-偶氮胂Ⅲ光度法测定铈组稀土元素和钇组稀土元素的含量。

61.3.2.2 P507萃淋树脂分离-偶氮胂Ⅲ光度法

方法提要

在硝酸和盐酸介质中，P507可以萃取稀土元素，相邻稀土元素之间的平均分离因数较大，轻重稀土之间萃取行为差异较显著，有利于萃取色谱分组分离。

以pH2.4的试液流过P507萃淋树脂柱，全部稀土元素负载于P507萃取树脂上。先以pH2.5的50g/LNH4Cl-10g/L抗坏血酸-20g/L磺基水杨酸溶液淋洗除去杂质元素，再以0.12mol/LHCl-1mol/LNH4Cl淋洗铈组稀土元素，继以4mol/LHCl淋洗钇组稀土元素。

也可以相继以0.2mol/LHCl淋洗镧、铈、镨、钕，0.4mol/LHCl淋洗钐、铕、钆，0.6mo/LHCl淋洗铽、镝、钬、铒0.8mol/LHCl淋洗铥、镱、镥。由于平衡速度快，淋洗曲线形状良好，淋洗体积小。洗提流出液经过处理后，可以用偶氮氯膦-mN光度法和偶氮胂Ⅲ光度法分别测定铈组元素和钇组元素。

仪器

分光光度计。

试剂

过氧化钠。

抗坏血酸。

盐酸。

高氯酸。

过氧化氢。

氢氧化钠溶液(4g/L，2g/L，100g/L)。

抗坏血酸溶液(10g/L)用时现配。

苯二甲酸氢钾溶液(0.2mol/L)。

氯化镁溶液(10g/L)。

混合提取液7.4g/LEDTA+60g/LEGTA+(1+2)乙二胺+1.6g/L水杨酸+(1+1)三乙醇胺，按(1+1+1+1+1+3)比例混合，用时现配。

混合掩蔽剂(兼作缓冲剂)将100g/L磺基水杨酸、20g/L磷酸氢二钠、50g/L柠檬酸、20g/LEGTA、15g/LEDTA溶液等体积混合，并调至pH1.8，用时现配。

铈组稀土淋洗液0.12mol/LHCl-1mol/LNH4Cl溶液。

杂质淋洗液称取5g氯化铵、1g抗坏血酸、2g磺基水杨酸溶于100mL水中，用氢氧化铵调至pH2.5。

偶氮氯磷-mN溶液(0.2g/L)。

偶氮胂Ⅲ溶液(1g/L)。

稀土单元素标准储备溶液配制方法见61.3.3.7阳离子树脂交换-电感耦合等离子体发射光谱法测定15种稀土元素，称量按氧化物计算。

铈组稀土标准溶液ρ(铈组稀土)=10.0μg/mL(稀盐酸溶液)由单元素标准储备溶液，按La2O5+CeO2+Pr6O11+Nd2O3(25+45+10+20)比例混合配制。

钇组稀土标准溶液ρ(钇组稀土)=10.0μg/mL(稀盐酸溶液)由单元素标准储备溶液，按Dy2O3+Er2O3+Yb2O3+Y2O3(20+10+10+60)比例混合配制。

百里酚蓝指示剂(1g/L)。

酚酞指示剂(10g/L)。

P507萃淋树脂(60～100目)。

校准曲线

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL铈组稀土标准溶液，分别置于一组25mL容量瓶中，加水至10mL，加入1mL抗坏血酸溶液、1滴百里酚蓝指示剂，以100g/LNaOH溶液调至刚变橙红色(此时pH约为1.8)，加入5mL混合掩蔽剂，5mL偶氮氯磷-mN溶液，以水稀释至刻度，混匀。在分光光度计665nm波长处，以试剂空白为参比测量吸光度，绘制铈组稀土校准曲线。

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL钇组稀土标准溶液，分别置于一组25mL容量瓶中，加水至10mL，加入0.5mL抗坏血酸溶液、1滴酚酞指示剂，用4g/LNaOH溶液中和至红色出现，再用0.1mol/LHCl溶液中和至红色褪去。加入2～8mL0.2mol/LHCl，3mL苯二甲酸氢钾溶液，混匀，加入1mL偶氮胂Ⅲ溶液，以水稀释至刻度，混匀。在分光光度计660nm波长处，用1cm比色皿，以水作参比测量吸光度，绘制钇组稀土校准曲线。

分析步骤

称取0.5～0.8g(精确至0.0002g)试样，置于刚玉坩埚中，加入4gNa2O2，拌匀后再覆盖一层，置于700℃高温炉中熔融10min。取出稍冷后放入烧杯中，加入约50mL热的混合提取液提取，洗出坩埚，加水至约150mL。加入1mLH2O2，搅匀，静置［如沉淀很少，可加入1mLMgCl2溶液作载体］。过滤，用20g/LNaOH溶液洗7～8次，再用20mL含有H2O2的(1+4)HCl分次将沉淀溶解于25mL或50mL容量瓶中，用水稀至刻度，混匀备用。

分取适量溶液，调节至pH2.2～2.4后，加入约10mg抗坏血酸，搅拌使之溶解。将调整好pH的试液注入树脂柱，流速为0.8～1mL/min，用2mL杂质淋洗液洗涤杯壁并倒入柱中，继续用30mL杂质淋洗液洗除杂质。然后先用25mL铈组稀土淋洗液洗脱铈组稀土元素，继而用4mol/LHCl淋洗钇组稀土元素(前2mL空白液弃去)。分别以25mL和10mL容量瓶承接至刻度。

分取5.0～10.0mL铈组稀土淋洗液于25mL容量瓶中，加入1mL抗坏血酸溶液、1滴百里酚蓝指示剂，以100g/LNaOH溶液调至刚变橙红色(此时pH约为1.8)，加入5mL混合掩蔽剂，5mL偶氮氯磷-mN溶液，以水稀释至刻度，混匀。在分光光度计665nm波长处，以试剂空白为参比测量吸光度，得到铈组稀土含量。

另取适量钇组稀土淋洗液于30mL烧杯中，低温蒸发至近干(若有有机物，加入1mLHNO3和几滴HClO4使之氧化)。加入5mL(1+99)HCl浸取并转入25mL容量瓶中，加入0.5mL抗坏血酸溶液，1滴酚酞指示剂，用4g/LNaOH溶液中和至红色出现，再用0.1mol/LHCl中和至红色褪去。加入2～8mL0.2mol/LHCl、3mL苯二甲酸氢钾溶液，混匀。加入1mL偶氮胂Ⅲ溶液，以水稀释至刻度，混匀。在分光光度计660nm波长处，用1cm比色皿，以水作参比测量吸光度，得钇组稀土含量。

ISO 17294-1：水质—电感耦合等离子体质谱仪 ICP-MS

通过用高频等离子体将样品进行离子化的方法测定样品中所含目标元素。用质谱测定产生的离子，从而可以得到目标元素的质/荷比（m/z)，从而进一步分析元素或其同位素。

检测样溶液：用于测量的样品。

校准标准溶液：含有一定浓度待测物的溶液，它可用来做校准曲线。

校准空白溶液：组成与不含待测物的校准用标准溶液相同的溶液。

内标元素：加在具有相同浓度的校准用标准溶液、校准用空白溶液和样品溶液中的元素。这些元素的加入是为了调节分析仪器的使用过程中的非谱线干扰和随时间产生的变化。

实验室空白试剂：一个试剂水或其它空白基体。用处理样品的方法处理该试剂水或其它空白基体，并用分析方法进行测试，其目的是为了测定实验室、设备和试剂的污染或其它干扰（包括与玻璃器皿和其它设备的接触、添加溶剂或试剂）。

为了在痕迹量级测定元素，试剂必须具有极高的纯度。与被测定的最低浓度相比，那些分析物

或试剂、水中的干扰物质的浓度是可以忽略的。

a） 水：ISO 3696：1987中指定的等级为1、用于所有样品溶液的制备和稀释的水。

b） 硫酸：ρ(H2SO4)＝1.84g/ml，95％

c） 硝酸：ρ(HNO3)＝1.40g/ml，65％

d） 过氧化氢：ρ(H2O2 )＝1.10g/ml，30％

e） 盐酸：ρ(HCl)＝1.19g/ml，37％

f） 氢氟酸：ρ(HF)＝ISO 40≈42%；JIS 46≈48％

g） 硼酸（HBO3 ）

h） 铅浓度为1000μg/l的标准溶液

j） 镉浓度为1000μg/l的标准溶液

k） 内标溶液 将使用不干扰目标元素的内标元素。而且样品溶液中内标元素的含量必须在可以忽略的量级。Sc，In，Tb，Lu，Re，Rh，Bi和Y可以用来作内标元素。

使用ICP/AES(-OES)时，推荐使用Sc或Y；使用ICP/MS时，推荐使用Rh。内标元素的浓度通常为1000μg/l。

---