Simulation of propagation of the HPM in the low-pressure argon plasma

The propagation of the high-power microwave（HPM） with a frequency of 6 GHz in the lowpressure argon plasma was studied by the method of fluid approximation.The two-dimensional transmission model was built based on the wave equation,the electron drift-diffusion equations and the heavy species transport equations,which were solved by means of COMSOL Multiphysics software.The simulation results showed that the propagation characteristic of the HPM was closely related to the average electron density of the plasma.The attenuation of the transmitted wave increased nonlinearly with the electron density.Specifically,the growth of the attenuation slowed down as the electron density increased uniformly.In addition,the concrete transmission process of the HPM wave in the low-pressure argon plasma was given.

动能歧视(KED)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定贵州沉积型稀土矿中16种稀土元素

贵州沉积型稀土矿主要含有高岭土-锐钛矿石等矿物,存在高含量Si、Al、Fe、Ti、Zr等难溶基体元素,采用高压密闭微波消解法处理难以将其完全溶解,易使测定结果偏低,需再次消解或进一步电热板敞开酸溶处理,方法耗时长,不利于大批量样品检测需求。同时电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法在测定稀土元素时存在基体和质谱干扰,影响了检测数据的准确性。采用过氧化钠熔融分解样品,熔融物冷却后引入三乙醇胺溶液,在碱性溶液中,大量基体元素与三乙醇胺形成稳定配合物,并与大量溶剂钠盐存于溶液中,稀土元素与Ca、Mg、Sr、Ba等留存于沉淀,经过滤,实现稀土元素与大量基体元素分离,随后沉淀用硝酸(1+1)复溶,并以^(103)Rh和^(185)Re为在线注入内标协同降低基体干扰;启用动能歧视(KED)模式以降低测定过程中潜在的质谱干扰。实验结果表明:高压密闭微波消解法消解液浑浊有残渣,溶矿耗时长,测试结果偏低,碱熔法酸化后溶液清亮透明,稀土元素测定值准确性高;采用10%三乙醇胺溶液提取能较大地降低基体干扰;启用KED模式可降低测定过程中的质谱干扰,且准确度优于STD模式;碱熔法检出限为0.008~0.049μg/g,测定下限为0.034~0.2μg/g,相对标准偏差RSD在0.78%~10.2%,相对误差RE在0.022%~13.5%。经实际样品验证,碱熔法较适用于贵州沉积性稀土矿中16种稀土元素的测定。

ICP-MS测定川滇黔相邻区高岭石黏土岩矿物中伴生关键三稀元素的前处理方法研究

在川滇黔相邻区峨眉山玄武岩顶部与宣威组底部之间发育一套厚度较为稳定的风化壳,主要为高岭石黏土岩,富集有三稀元素。为弄清其品位及含量,本文采用XRD衍射分析、XRF分析主次量元素,选用几种熔矿前处理进行对比,试液用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定。实验结果表明:①试样矿物组成主要为高岭石、锐钛矿、伊利石、钛铁矿、板钛矿等,其中高岭石占比62.3%~89.85%,锐钛矿占比2.50%~11.8%,伊利石占比1.8%~18.0%,钛铁矿占比0.10%~1.00%,板钛矿占比0.70%~7.00%,其主量元素主要为Si、Al、Fe、Ti。②微波消解法较适用于Sc的消解处理,但对于Nb和Zr元素,数据偏低,其余差异性不显著。③碱熔-沉淀分离法较适用于难溶矿物分解,不仅打开矿物晶格,且在沉淀剂或络合剂的作用下,实现纯化试液目的,有效降低基体干扰,提高数据准确性,较适用于Pr、Nd、Tb、Dy、Nb、Zr元素的方法前处理;④碱熔-熔融物酸化法适用于Ga的熔矿前处理,在KED模式下,有效降低背景干扰,提高了准确性。体系方法检出限介于0.011~1.66μg/g之间,测定下限介于0.044~6.65μg/g之间,RSD介于2.06%~11.1%之间,RE介于0.99%~9.90%之间。经实际样品验证,方法较适用于该地区试样中关键三稀元素的测定。

高压微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定多产地红枣样品中铜铅锌镉铬镍砷

准确测定红枣中的重金属对控制和提高食品安全具有非常重要的意义。采用高压微波消解法用HF-H_(2)O_(2)体系处理样品,选择^(63)Cu、^(66)Zn、^(75)As、^(60)Ni、^(111)Cd、^(208)Pb、^(52)Cr为测量的同位素,采用仪器自带干扰公式校对Cd的测定结果进行校正,采用He气模式的碰撞反应池技术测定红枣样品中Cr和As,建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定红枣样品中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As的方法。通过前处理条件进行了优化,结果表明在本实验条件下,校准曲线的相关系数均不小于0.9995,检出限为0.0025~0.013μg/g,测定下限为0.012~0.42μg/g。按照本实验方法对红枣成分分析标准物质中Zn、Cr、Cu、Pb、Ni、Cd、As平行测定12次,各元素测定值与认定值基本保持一致,相对标准偏差(RSD)均在7.8%以内。采用实验方法对多产地红枣样品进行分析,结果表明本实验方法灵敏度高、结果稳定、测定量准确,可用于大批量红枣样品的测定。

微波高压消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定城市污泥重金属含量的不确定度评定

目的现行的标准尚未对微波消解程序进行明确描述,影响了不确定测量因素的系统分析。方法采用微波高压消解-电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasma,ICP)测定城市污泥的重金属含量,建立了城市污泥重金属测量的数学模型。结果该方法分析中最大不确定度分量主要来源于ICP仪、含水率测量中的样品称量、标准曲线拟合3个方面。结论提出了降低不确定度的对策与建议,为后续的测量准确性提供了技术依据。

电感耦合等离子体发射光谱法测定高油脂和非油脂类植物中钾和磷样品前处理方法研究

测定植物样品中的钾和磷,通常采用高压密闭微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),但复杂的基质会增加消解难度,如花生、核桃等含有高油脂类大分子聚合物的样品难以快速消解彻底,易使测定结果偏低。为了提高植物中钾和磷的检测效率,本文采用硫酸-过氧化氢消解法和高压密闭微波消解处理样品,将待测元素磷转化成磷酸盐,钾成为游离的钾离子,形成单相单价态消解溶液,通过对比实验确定了应用ICP-OES快速、准确测定不同类型样品中钾和磷含量的前处理方法。经实际样品分析验证表明:(1)对于高油脂类样品,硫酸-过氧化氢消解法通过强酸破坏植物外层结构,使有机物快速炭化,随后滴加过氧化氢快速消解(约2.5h),能直接消解样品,且消解更安全和彻底;而高压密闭微波消解法耗时较长(约4.5h);与大多学者研究结果对比,硫酸-过氧化氢消解法准确度优于高压密闭微波消解法,建议优先采用。(2)对于非油脂类样品,2种处理方式均适宜,钾和磷测定结果无显著性差异,并且与目前大多学者的研究结果较为一致,其中高压密闭微波消解法试剂消耗少、空白值低、操作简便,建议优先采用。(3)硫酸-过氧化氢消解法测定钾和磷的方法检出限分别为0.006mg/L和0.001mg/L,对于高油脂类样品RSD在1.32%~1.98%之间,相对误差在-0.007%~-0.025%之间,重复性r在2.92%~8.21%之间;对于非油脂类样品RSD在0.51%~0.87%之间,相对误差在-0.002%~0.010%之间,重复性r在0.770%~5.08%之间;高压密闭微波消解法测定钾和磷的方法检出限分别为0.005mg/L和0.001mg/L,对于高油脂类样品中钾和磷的相对误差在-0.012%~-0.028%之间,非油脂类样品中钾和磷的相对误差在-0.010%~0.001%之间。(4)硫酸-过氧化氢消解法能够快速消解高油脂类植物样品,但湿法消解仍然受样品性质的复杂程度以及消解的外部环境等因素影响。

低压气相色谱柱10 min内测定黄瓜中120种农药残留

采用低压气相色谱柱(LPGC)结合三重四极杆串联质谱技术(GC-MS/MS)测定黄瓜中120种农药残留的分析方法.该方法中120种农药在0.010—0.400 mg·L^(-1)范围内具有良好的线性相关性,相关系数(R2)均大于0.995.在0.02、0.04、0.10 mg·kg^(−1)不同质量浓度水平下做加标实验,回收率为73.6%—115%,相对标准偏差为(SRSD,n=3)0.0560%—12.6%,定量限为0.01 mg·kg^(−1).该方法操作简便、高效快速,适用于黄瓜中农药多残留的快速筛查.

高压微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定小米样品中铜铅锌镉铬镍砷

准确测定小米中的重金属对控制和提高食品安全具有非常重要的意义。采用高压微波消解法,以HNO3-H2O2体系处理样品,选择52Cr、60Ni、63Cu、66Zn、75As、111Cd、208Pb为测量同位素,采用He气模式的碰撞反应池技术测定Cr和As,采用仪器自带干扰校正公式对Cd的测定结果进行校正,建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定小米样品中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As的方法。重点对溶样条件进行了优化,结果表明在优化的实验条件下,校准曲线的相关系数均不小于0.999,检出限为0.000 5~0.01μg/g,测定下限为0.002~0.4μg/g。按照实验方法对小米成分分析标准物质中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As平行测定12次,各元素测定值与认定值基本一致,相对标准偏差(RSD)均在7.0%以内。采用实验方法对蔚县小米样品进行分析,结果表明,方法灵敏度高、重现性好、定量准确,可用于大批量小米样品的测定。

生物样品无机前处理方法研究进展

生物样品元素分析是生态地球化学、环境化学、农业土壤和医学等学科领域研究的重要手段。生物样品具有组成复杂,有机质含量高、基体干扰较大、部分无机元素含量低的特点,其无机前处理技术是生物样品无机元素分析的最关键步骤,必须选择科学、合理、高效的前处理方法进行消解,以保证消解后的溶液适用于对应的无机元素分析。本文针对生物样品的特殊性,对生物样品不同的无机前处理方法的国内外研究进展进行了综述,重点对各方法的优缺点、影响因素及适用的无机元素分析进行了系统论述,认为当前各无机前处理方法都存在一定的缺陷,需要根据待测元素的性质、实验成本、分析效率、结果准确等因素综合选择最优的前处理方法。未来开发更多、更高效的生物样品原位分析技术是弥补目前各无机前处理方法缺陷的重要手段。

钼酸铵分光光度法测定水体总磷不同消解方法的对比探究

磷在自然界中通常不以游离状态存在,主要是有机磷和无机磷2种化合物形式。化肥和含磷洗涤剂的过度使用,城市化和工业化的飞速发展,使环境水体中的磷含量不断增加,过量磷流入自然环境引发富营养化等环境问题。水体总磷采用钼酸铵分光光度法进行测定,该方法具有简单、灵敏和显色稳定的优势,适用于地表水和工业污废水的总磷测定。水样消解是钼酸铵分光光度法测定总磷的一个关键步骤,会对测定结果的准确性造成一定影响。本文对钼酸铵分光光度法测定总磷中不同的消解方法进行对比探究,分析采用不同消解方法对实验结果的影响,为总磷测定提供参考价值。

ICP-MS测定蔬菜样品中重金属元素的两种微波消解前处理方法

微波消解法是处理生物样品的主要技术,但存在处理效率不高等问题还有待进一步研究。本文采用高压低通量(12位)和低压高通量(41位)微波消解法对蔬菜样品进行前处理,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定砷、镉、铬、铜、镍、铅和锌,氢化物发生-冷原子荧光光谱法(HG-CAFS)测定汞。采用两种前处理方法消解标准物质GBW 10010(大米)和GBW 10014(圆白菜),ICP-MS的测定值与标准值基本吻合,全流程加标回收率为91.5%～103.8%;用于测定GBW 10010和GBW 10014,因GBW 10010中铬、铅、砷,GBW 10014中砷的含量较低,测定值与标准值的相对误差较大;其余元素的测定值与标准值基本相符,表明两种前处理方法均能满足分析要求。但在保证测定结果质量的前提下,低压高通量微波消解处理样品,试剂用量少,单次样品处理量大,更加适合大批量生物样品的前处理。

不同消解方式对电感耦合等离子体质谱法测定水产品中无机元素的影响

目的为研究不同消解方法对水产品中重金属元素测定的影响,找到最佳的前处理方法。分别采用高压消解罐消解、微波消解和湿法消解3种方法对紫菜(GBW10023)、扇贝(GBW10024)、大虾(GBW10050)等成分分析标准物质进行前处理。方法在电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)优化条件下,测定3种标准物质3种消解方法的9种元素(Pb、Cd、Cr、As、Sn、Ni、Cu、Mn、Sr)含量,与标准参考值做对比,并测定各元素的回收率。结果 3种消解方法的测定结果基本在参考范围内,消解效果均较为理想,而微波消解法消解最彻底且消解液澄清,所受环境干扰最小,测定值更接近参考值,回收率也基本在90%~105%之间,较为理想;紫菜标物的湿法消解和高压消解罐消解法中均有剩余残渣;且湿法消解的回收率结果较不理想;9种元素标准曲线的线性关系较好,相关系数均大于0.999,仪器灵敏度、精准度较高。结论综合比较认为,微波消解法更适合扇贝、大虾、紫菜等水产品中无机元素测定的前处理要求。

铜精矿样品的高压密封微波消解方法研究

研究了采用高压密封微波消解技术消解用于成分分析的铜精矿样品的方法。依据铜精矿矿物组成、物相结构,分别选取了有机物含量高、硅含量高和金属氧化物含量高的样品进行试验,试验内容包括消解试剂种类和用量选择,样品完全消解的条件等。根据研究结果建立了适于铜精矿化学成分分析的高压密封微波消解方法。通过对不同矿物组分、不同物相结构的铜精矿样品的完全消解验证实验,证明了该消解方法的实用性。采用该方法消解铜精矿,然后用ICP-AES法检测试液中砷、汞、铅、镉和氟离子选择电极法检测试液中氟,分析结果与国家标准方法的测定结果一致。

低压微波消解─ICP-AES法测定聚氯乙烯塑料及其制品中的Pb、Cd、Cr和Hg

采用低压微波消解系统，以HNO3、HCl、H2O2、HClO4和HF消解样品，用H3BO3络合过量的F^-，并研究了Cl^-对测汞的影响、共存元素的干扰、H3BO3对各元素的影响，建立了低压微波消解─ICP-AES法测定聚氯乙烯塑料及其制品中Pb、Cd、Cr和Hg的方法。Pb、Cd、Cr和Hg的检出限（3σ）分别为：0.012、0.002、0.006、0.020μg/mL，相对标准偏差为0.5%-4.0%，回收率为95%-101%。该方法可推广应用到其它塑料中Pb、Cd、Cr和Hg的测定，已应用于实际的检测工作。

高压消解-电感耦合等离子体质谱法测定低合金钢中硼、钛、锆、铌、锡、锑、钽、钨、铅

建立了以HNO3＋HF作为溶剂，高压消解样品和电感耦合等离子体质谱法测定低合金钢中硼、钛、锆、铌、锡、锑、钽、钨、铅的方法。实验考察了不同消解酸、高压消解温度与时间对消解效果的影响。在优化仪器条件的基础上，研究了多原子离子干扰、仪器漂移情况和基体效应。结果表明，实验中通过选择合适的操作参数可以满足对仪器灵敏度、氧化物和双电荷等要求，在所选的参数下，除92^Zr以外，其余待测元素受多原子离子干扰可忽略，最终选择同位素丰度高、无同质异位素干扰或干扰可忽略的质量数进行检测。选用合适内标，能有效控制信号漂移的影响，通过逐级稀释法使铁基引起的基体效应影响较小。方法检出限为0．00001％～0．0004％。用于低合金钢中硼、钛、锆、铌、锡、锑、钽、钨、铅的测定，检测结果与有证参考物质的认定值基本吻合，相对标准偏差为0．2％～5．8％，钽（无认定值）的回收率为97．1％～101．2％。

封闭微波消解法与高压蒸汽消解法测定总氮对比研究

运用微波密封消解技术测定水样总氮(TN),并与国家标准方法——高压蒸汽消解法相对比。结果表明,该方法不仅节约了消解时间,使碱性过硫酸钾消解彻底,而且节约了试剂,操作简单,准确度和精确度均达到或超过国家标准方法,本实验同时对操作步骤进行了调整和改进。

高压密封微波消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定锰矿中砷和汞含量

使用硝酸、盐酸、氢氟酸体系在高压密封微波消解器中完全消解锰矿样品,采用顺序注射-氢化物发生原子荧光光谱法检测样品中砷、汞含量。讨论了微波消解酸体系及用量的选择,研究了硼氢化钾浓度、载气流量、屏蔽气流量、溶液酸介质、载流溶液、溶液酸碱比例、样品中的主要基体元素等因素对砷、汞检测的影响,并确立了适宜的检测条件。砷浓度在0～100μg/L范围内与荧光强度呈良好的线性关系,砷的检出限为0.02μg/L;汞浓度在0～10μg/L范围内与荧光强度呈良好的线性关系,汞的检出限为0.05μg/L。采用本方法检测锰矿中砷、汞,砷的回收率可达105%～112%,相对标准偏差小于2.5%;测汞回收率可达91%～110%,相对标准偏差小于4.4%。使用该法分析参考物质和实际样品,分析结果与认定值和其他方法测定值一致。

微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定煤中磷

采用硝酸、硫酸、氢氟酸在高压密封微波消解体系中完全消解褐煤、烟煤和无烟煤样品,消解温度为180℃以上,以178.283 nm作为磷的分析谱线,电感耦合等离子体发射光谱法测定煤样中磷的含量。通过扣除背景的方法消除了基体干扰和光谱干扰,Si、Fe、Ca、Al、Mg对磷的检测无显著影响。磷浓度在0～10 mg/L范围内与等离子体发射强度呈良好的线性关系,方法检出限为0.09 mg/L,回收率为94.5%～101.2%,精密度(RSD,n=12)为1.89%～5.21%。方法用于分析标准物质,测定值与标准值一致。

高压微波消解-ICP-AES法分析有棱丝瓜叶片中的元素

【目的】探讨有棱丝瓜叶中营养元素的含量及其分布规律,揭示丝瓜叶片的药用价值。【方法】采用高压微波消解处理有棱丝瓜叶片样品,通过电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定有棱丝瓜叶片中16种元素:Ca、P、Mg、Mn、Fe、K、Na、Al、Zn、B、Cu、Ni、Se、Cd、P和Co。【结果】有棱丝瓜叶片含有较高的Ca、P和Mg,Mn、Fe和K的含量也相对较高,Na、Al、Zn、B和Cu含量中等,Ni、Pb和Cd含量较低,Se和Co未能检出。除Al和Cu以外,早衰植株和健康植株叶片之间各元素含量差异不显著,且嫩叶和老叶变化趋势基本一致;P和Cu在早衰植株和健康植株上均表现为嫩叶含量高于老叶,其他元素则是老叶含量高于嫩叶。【结论】有棱丝瓜叶片有益元素含量较高,具有较高的医疗及保键价值,但由于含有对人体有害的重金属,因此作为中药材原料使用时,需要控制重金属含量超标问题。

微波高压快速消解-紫外分光光度法测定南阳彩色小麦中的微量元素硒

以南阳灰麦、紫麦、蓝麦为材料，采用微波高压快速消解-紫外分光光度法测定了样品中微量元素硒的含量。结果表明：南阳彩色小麦中硒含量为13．37-21．95mg/kg（干基），ε332为1．4×10^4，标准曲线的相关系数r为0．9997，加标回收率为100．6％-105．7％，RSD为4．4％，因此该法具有灵敏度高、稳定性好、工作曲线线性关系好的显著优点。结果令人满意。