原子吸收光譜法測(cè)定濃海水中的鋰【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　原子吸收光譜法測(cè)定濃海水中的鋰</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 化學(xué)工程與工藝

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p

3、><p>　　鋰是推動(dòng)現(xiàn)代化與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要元素，鋰及其化合物憑借著其優(yōu)異的性能在眾多領(lǐng)域備受世人矚目，在各方面的需求量也迅速擴(kuò)大。近幾年來(lái)，隨著陸地鋰資源逐漸被開(kāi)采而儲(chǔ)藏量越來(lái)越少。因此，向蘊(yùn)藏鋰資源豐富的海洋資源開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。</p><p>　　本論文采用空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法，在波長(zhǎng)670.8nm下測(cè)量濃海水中的微量金屬鋰離子。并分析了共存的其它金屬離子對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，初步

4、探討了消除干擾離子影響的方法。并采用加標(biāo)法，對(duì)海水樣品進(jìn)行了6次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.22%，加標(biāo)回收率為97.37~102.63%。結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)曲線法可以用于定量濃海水中微量金屬鋰的含量，具有操作簡(jiǎn)便、精準(zhǔn)度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：濃海水；鋰；分析；原子吸收</p><p>　　The measurement of concentrat

5、ed Lithium in seawater by Atomic Absorption Spectrometry</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Lithium is an important chemical element which promoting modernization and development of s

6、cience and technology, with its excellent performance, lithium and its compounds have attracted worldwide attention in many fields, which brings rapid increasing expansion of aspects of demand. In recent years, with land

7、's lithium resources had been gradual mining, the reserves became fewer and fewer. Therefore, to mine lithium resources abundantly in sea is imperative. </p><p>　　In this thesis, we use air - acetylene f

8、lame atomic absorption spectrometry studied measurement of lithium ion concentration in seawater with 670.8nm in wavelength. And studied the main molest measurement process effects and eliminating methods. And using addi

9、ng standard method, measurng six parallel determination of lithium of water samples, the determination shows RSD is 1.22%, and add to mark the recovery rate range from 97.37% to 102.63%. The results showes that determina

10、tion of trace concen</p><p>　　Key words: concentrated seawater; lithium; analysis; atomic absorption </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><

11、;p>　　第1章 實(shí)驗(yàn)部分3</p><p>　　1.1 實(shí)驗(yàn)原理3</p><p>　　1.2 原子吸收光譜法分析儀器的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　1.3 主要儀器與試劑5</p><p>　　1.4 儀器工作條件與操作6</p><p>　　1.5 實(shí)驗(yàn)方法7</p><p&g

12、t;　　1.6 實(shí)驗(yàn)主要步驟7</p><p>　　第2章 結(jié)果與討論9</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)干擾因素及消除9</p><p>　　2.1.1 物理干擾及其消除方法9</p><p>　　2.1.2 化學(xué)干擾及其消除方法9</p><p>　　2.1.3 電離干擾及其消除方法10</p&g

13、t;<p>　　2.1.4 光譜干擾及其消除方法10</p><p>　　2.2 使用原子吸收光譜法的注意事項(xiàng)11</p><p>　　2.2.1 乙炔流量影響11</p><p>　　2.2.2 常見(jiàn)無(wú)機(jī)酸對(duì)發(fā)射強(qiáng)度影響11</p><p>　　2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線11</p><p>　　2

14、.4 提高火焰光度吸收法測(cè)定鋰含量準(zhǔn)確性的方法12</p><p>　　2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)液和樣品測(cè)試時(shí)間間隔的影響12</p><p>　　2.4.2 儀器的預(yù)熱和火焰狀態(tài)直接影響測(cè)定的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性13</p><p>　　2.4.3 液面高度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響13</p><p>　　2.5 海水中主要干擾離子的影響及消除14&l

15、t;/p><p>　　2.6 回收試驗(yàn)14</p><p>　　2.7 精密度試驗(yàn)15</p><p>　　2.8 應(yīng)用：幾種水樣中鋰含量測(cè)定15</p><p>　　2.9 誤差分析16</p><p>　　2.10 實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題及解決思路16</p><p><b>　　結(jié)

16、論17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　致謝19</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　近幾年來(lái)鋰資源的開(kāi)發(fā)利用已成為國(guó)際上科研和工業(yè)界所共同關(guān)注的熱門話題。鋰是原子半徑最小

17、的堿金屬，為目前已知的最輕的金屬，擁有與許多其他金屬元素不同的化學(xué)與物理性質(zhì)。鋰、鋰合金及鋰鹽化合物有許多特有的優(yōu)異性能，應(yīng)用十分普遍。在能源領(lǐng)域，鋰離子電池已成為熱門研究項(xiàng)目[ 1 ]，據(jù)預(yù)測(cè)它將有可能取代傳統(tǒng)礦物燃料而成為大型設(shè)備的動(dòng)力源，因此鋰又被稱為“能量元素”，也是推動(dòng)現(xiàn)代化與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要元素。鋰屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，鋰及其化合物的應(yīng)用范圍涉及冶煉、空調(diào)、新能源、氫彈、醫(yī)藥、玻璃、陶瓷、焊接等多個(gè)領(lǐng)域。</p>

18、<p>　　金屬鋰及鋰鹽在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有十分廣泛的用途，具有極其重要的戰(zhàn)略地位，尤其是近年來(lái)隨著鋰在高新科技領(lǐng)域中的應(yīng)用及投入不斷擴(kuò)大，加快鋰資源開(kāi)發(fā)，提高鋰鹽加工工藝，是我國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的一項(xiàng)新課題，也是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。世界對(duì)鋰的需求量越來(lái)越大，其消耗量在一個(gè)側(cè)面標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家高新科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，鋰鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展在一定程度上直接決定著工業(yè)新技術(shù)的發(fā)展。因此，建立和發(fā)展鋰工業(yè)、開(kāi)發(fā)更新更好的提鋰技術(shù)是一向十分迫切的

19、任務(wù)。</p><p>　　正因?yàn)槿绱耍囋诟鞣矫娴男枨罅空谘杆僭龃?，世界鋰鹽市場(chǎng)發(fā)展迅速。鋰及其鹽類的早期應(yīng)用，僅局限于醫(yī)藥、玻璃、陶瓷和搪瓷工業(yè)，50年代中期，為了核武器工業(yè)的發(fā)展，美國(guó)原子能委員會(huì)急需大量氫氧化鋰，鋰工業(yè)借機(jī)獲得了高速發(fā)展。在二次能源領(lǐng)域，2000年以后，用于鋰電池的碳酸鋰將超過(guò)2萬(wàn)噸。在原子能領(lǐng)域上，如果可控核聚變反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，鋰的消耗量將成倍增大，將使世界鋰工業(yè)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的

20、時(shí)代。同時(shí)鋰在新型材料、有色冶金、環(huán)保型制冷等領(lǐng)域的需求量也將日益猛增。</p><p>　　綜上所述，可見(jiàn)目前鋰的需求量相當(dāng)大，而世界上鋰礦石鋰的儲(chǔ)藏量遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，而且固體礦源不斷枯竭，鋰礦資源的開(kāi)發(fā)利用方向也面臨轉(zhuǎn)折，據(jù)估計(jì)海水中鋰的總?cè)艽媪扛哌_(dá)2600億噸，從海水中提取鋰勢(shì)必成為必然趨勢(shì)[ 2 ]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都在探討從海水、地下水、鹽湖鹵水中提取鋰的可能性，且在這方面已取得了可喜進(jìn)展。</p

21、><p>　　因此,人們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向鋰資源含量豐富的大海。在海水中的鋰的儲(chǔ)量高達(dá)2600億噸,是陸地鋰資源總量的一萬(wàn)多倍。因此,近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外科研工作者開(kāi)始探索海水提鋰技術(shù)研究,并取得了一定的進(jìn)展。在國(guó)外，日本、美國(guó)等工業(yè)高度發(fā)達(dá)的國(guó)家已從事多年海水提鋰的研究工作,并且取得了一定成果。在國(guó)內(nèi)，也有一部分科研人員從事該項(xiàng)目的研究。目前,在海水提鋰中主要應(yīng)用吸附劑法與溶劑萃取法。由于海水中鋰濃度很低，因此從低濃度海水中

22、提鋰，其中吸附劑法是比較有效并且最具前途的海水提鋰方法。在海水提鋰成為未來(lái)提鋰的發(fā)展趨勢(shì)之下，對(duì)海水中鋰離子濃度的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于海水提鋰這一工藝有著重要的意義。</p><p>　　總之，建立海水中金屬鋰離子的定量方法，對(duì)于從海水提鋰的研究以及未來(lái)提鋰工藝的實(shí)現(xiàn)都具有非常重要的意義。目前，鋰離子常用的定量方法是用原子吸收分光光度計(jì)，利用直線回歸分析方法進(jìn)行測(cè)定[ 3 ]，該方法又稱為標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法。但采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法

23、定量濃海水中的鋰離子含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于海水中共存的其它高濃度的陽(yáng)離子，在乙炔—空氣焰中，鋰的電離遭到顯著的電離作用干擾，特別是當(dāng)鋰離子濃度很低時(shí)，該現(xiàn)象尤為突出。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)嘗試采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，在干擾離子種類、濃度一致的情況下，使上述兩種干擾得到了補(bǔ)償后進(jìn)行測(cè)定。并利用標(biāo)準(zhǔn)加入法分析對(duì)濃海水樣品中的干擾離子的消除方法，證明此法能夠有效的避免干擾離子給分析過(guò)程中帶來(lái)的影響，靈敏度高、精密度好，分析結(jié)果

24、滿足要求。</p><p><b>　　第1章 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><b>　　1.1 實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　每一種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射線波長(zhǎng)相同的特征譜線。當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長(zhǎng)的光通過(guò)原子蒸氣時(shí)，即入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般

25、情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時(shí)，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線，使入射光減弱。特征譜線因吸收而減弱的程度稱吸光度A，與被測(cè)元素的含量成正比。可以通過(guò)測(cè)定物質(zhì)里某種元素的吸光度A，來(lái)確定被測(cè)定物質(zhì)里某種元素的含量。由于原子能級(jí)是量子化的，因此，在所有的情況下，原子對(duì)輻射的吸收都是有選擇性的。鑒于各元素的原子結(jié)構(gòu)與外層電子的排布組合不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時(shí)需要吸收的能量不同，因此各元素的共振吸收

26、線具有不同的特征，可以采用原子吸收法對(duì)某種元素進(jìn)行定量[ 4 ]。</p><p>　　在一般情況下，原子處于能量最低狀態(tài)（最穩(wěn)定態(tài)），稱為基態(tài)（E 0 = 0）。當(dāng)原子吸收外界能量被激發(fā)時(shí)，其最外層電子可能躍遷到較高的不同能級(jí)上，此運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被稱之為激發(fā)態(tài)。這種為激發(fā)態(tài)的原子非常不穩(wěn)定，所以在非常短的時(shí)間（10-8~10-7s）內(nèi)，電子便躍回基態(tài)或者較低的激發(fā)態(tài)，此時(shí)的原子便以電磁波的形式放出能量： </p

27、><p>　　共振發(fā)射線：電子從其基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)時(shí)需要吸收一定頻率的光，它再次躍遷回到基態(tài)時(shí)，就會(huì)發(fā)射出同樣頻率的光(譜線)，此譜線被稱之為共振發(fā)射線 。</p><p>　　共振吸收線：電子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線。 共振線：共振發(fā)射線和共振吸收線統(tǒng)稱為共振線。</p><p>　　由于不同元素的原子結(jié)構(gòu)和它的外層電子排布都有所差別，各元素

28、的原子從基態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)或者從第一激發(fā)態(tài)躍遷返回到基態(tài)時(shí)，吸收或發(fā)射的能量有所不同，因此不同元素的共振線不同而各具特征，所以這種共振線可以作為元素的特征譜線。一般原子吸收分光光度分析就是利用元素的共振吸收來(lái)進(jìn)行分析的。</p><p>　　讓不同頻率的光(入射光強(qiáng)度為I0υ)通過(guò)待測(cè)元素的原子蒸汽，則有一部分光將被吸收，其透光強(qiáng)度與原子蒸汽的寬度(即火焰的寬度)的關(guān)系，同有色溶液吸收入射光的情況類似，遵從Le

29、mbert定律：</p><p>　　A=lg(I0υ/Iυ)=KυL</p><p>　　其中：Kυ為吸光系數(shù)，所以有：</p><p>　　Iυ= I0υ·e- KυL</p><p>　　吸光系數(shù)Kυ將隨光源頻率的變化而變化。</p><p>　　這種情況可稱為原子蒸汽在特征頻率υ0處有吸收線。原子從基

30、態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所吸收的譜線并不是絕對(duì)單色的幾何線，而是具有一定的寬度，常稱為譜線的輪廓（形狀）。此時(shí)可用吸收線的半寬度(△υ)來(lái)表示吸收線的輪廓，△υ為吸收線半寬度(0.001~0.005Å)。當(dāng)然，共振發(fā)射線也就一定的譜線寬度，不過(guò)要小的多(0.0005~0.002Å)。 </p><p>　　在原子吸收分析中，常將原子蒸汽所吸收的全部能量稱為積分吸收，即吸收線下所包括的整個(gè)面積。依據(jù)經(jīng)典色

31、散理論，積分吸收與原子蒸汽中基態(tài)原子的密度有如下關(guān)系：</p><p>　　∫Kυdυ=( e2/mc) · N0 · f</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　E…….電子電荷</b></p><p><b>　　m……電子質(zhì)量<

32、;/b></p><p><b>　　c……..光速 </b></p><p>　　N0……單位體積的原子蒸汽中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)，即原子密度</p><p>　　f …….振子強(qiáng)度。</p><p>　　該式表明，積分吸收與單位體積原子蒸汽中吸收輻射的原子數(shù)成簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，它是原子吸收分析法的一個(gè)重要理論基礎(chǔ)

33、。因此，若能測(cè)定積分值，即可計(jì)算出待測(cè)元素的原子密度，從而使原子吸收分析法成為一種絕對(duì)測(cè)量法。但要測(cè)得半寬度為0.001～0.005Å的吸收線的積分值是相當(dāng)困難的。所以，直到1955年才由A.Walsh提出解決的辦法。即：以銳線光源(能發(fā)射半寬度很窄的發(fā)射線的光源)來(lái)測(cè)量譜線的峰值吸收，并以峰值吸收值來(lái)代表吸收線的積分值。</p><p>　　根據(jù)光源發(fā)射線半寬度△υe 小于吸收線的半寬度△υa的條件，

34、經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)與數(shù)學(xué)上的處理，可得到吸光度與原子蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)存在線性關(guān)系，即：</p><p><b>　　A＝kN0L</b></p><p>　　為實(shí)現(xiàn)峰值吸收的測(cè)量，除要求光源的發(fā)射線半寬度△υe<△υa外，還必須使發(fā)射線的中心頻率(υ0)恰好與吸收線的中心頻率(υ0)相重合。這就是為什么在測(cè)定時(shí)需要一個(gè)用待測(cè)元素的材料制成的銳線光源作為特征譜

35、線發(fā)射源的原因。</p><p>　　在原子吸收風(fēng)光光度計(jì)中，常用火焰原子吸收化法把試液原子化，并且溫度一般不高于3000K。在此溫度下，雖然會(huì)有部分的試樣的原子可能被激發(fā)成激發(fā)態(tài)，但是大部分的試樣原子仍舊處于基態(tài)。也就是說(shuō)，在原子蒸汽中既有基態(tài)原子，也有激發(fā)態(tài)原子，且兩狀態(tài)的原子數(shù)之比在恒定的溫度下是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值，其比例關(guān)系可以用玻爾茲曼(Boltzmann)方程式表示為：</p><p&

36、gt;　　Nj/N0=(Pj/P0)e-(Ej-E0) / kT</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Nj……激發(fā)態(tài)原子數(shù)</p><p>　　N0 ……基態(tài)原子數(shù)</p><p>　　Pj ……激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重</p><p>　　P0……基態(tài)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重</

37、p><p>　　k……..玻爾茲曼常數(shù)</p><p>　　T……..熱力學(xué)溫度。</p><p>　　對(duì)于共振吸收線，電子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，E0=0，所以：</p><p>　　Nj/N0 = (Pj/P0) e-Ej / kT = (Pj/P0) e -hυ/ kT</p><p>　　在原子吸收光譜法中，對(duì)于波

38、長(zhǎng)一定的譜線，Pj/P0與Ej都為定值，因此，只要T值確定，則Nj/N0即為可知。</p><p>　　因?yàn)榛鹧嬖踊ㄖ械幕鹧鏈囟然旧隙疾淮笥?000K，并且多數(shù)的共振線頻率也都小于6000Å，因此，大部分元素的Nj與N0的比值都小于1%，所以，在火焰中的激發(fā)態(tài)原子數(shù)比基態(tài)原子數(shù)小很多，所以基本上可以用N0來(lái)替代發(fā)射線的原子總數(shù)。但是在實(shí)際的操作中。需要測(cè)定的是未知溶液的濃度，但是其濃度又和未知元素

39、吸收的原子數(shù)成正比，因而，在一定的溫度和一定的火焰寬度(L)條件下，待測(cè)試液對(duì)特征譜線的吸收程度（吸光度）與待測(cè)組分的濃度的關(guān)系符合比耳定律：</p><p><b>　　A=k'C</b></p><p>　　所以，原子吸收分析法可通過(guò)測(cè)量試液的吸光度即可確定待測(cè)元素的含量。</p><p>　　原子吸收分光光度法優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高；準(zhǔn)確

40、性高，重現(xiàn)性好；用途廣；樣品量少；選擇性好。不足之處：多元素同時(shí)測(cè)定有困難；對(duì)非金屬及難熔元素的測(cè)定尚有困難；對(duì)復(fù)雜樣品分析干擾也較嚴(yán)重；石墨爐原子吸收分析的重現(xiàn)性較差。</p><p>　　配制一系列濃度合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用原子吸收法，分別測(cè)定其吸光度A。以測(cè)得的吸光度為縱坐標(biāo)，待測(cè)元素含量或濃度c為橫坐標(biāo)，繪制A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定待測(cè)試驗(yàn)的吸光度，根據(jù)測(cè)得的吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線求出試樣中待測(cè)

41、元素的含量。</p><p>　　1.2 原子吸收光譜法分析儀器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　原子吸收分光光度計(jì)一般由由光源、原子化系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)四幾部分組成。</p><p>　　光源的作用是輻射待測(cè)元素的特征光譜，以供測(cè)量之用。為了測(cè)出待測(cè)元素的峰值吸收和獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，所使用光源的應(yīng)滿足下列要求。</p><p>&l

42、t;b>　?。?）能輻射銳線。</b></p><p>　?。?）能輻射待測(cè)元素的共振線，并具有足夠的強(qiáng)度。</p><p>　?。?）輻射的光強(qiáng)度必須穩(wěn)定且背景小。</p><p>　　空心陰極放電燈是能滿足上述各項(xiàng)要求的理想的銳線光源，應(yīng)用最廣。</p><p>　　原子化系統(tǒng)其功能是提供能量，使試樣干燥，蒸發(fā)和原子化。

43、在原子吸收光譜分析中，試樣中被測(cè)元素的原子化是整個(gè)分析過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試試樣原子化的方法有火焰原子化法和無(wú)火焰原子化法兩種。前者具有簡(jiǎn)單、快速，對(duì)大多數(shù)元素具有較高的靈敏度和較低的檢出限等優(yōu)點(diǎn)，因而至今使用仍最廣泛。無(wú)火焰原子化技術(shù)具有較高的原子化效率、靈敏度和更低的檢出限，因而發(fā)展很快。</p><p>　　光學(xué)系統(tǒng)由外光路系統(tǒng)和分光系統(tǒng)組成。分光系統(tǒng)主要由色散元件、反射鏡、狹縫等組成，其作用是將所需要的共振吸

44、收線分離出來(lái)。</p><p>　　檢測(cè)系統(tǒng)主要由檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示裝置組成。原子吸收光譜儀中廣泛使用的檢測(cè)器是光電倍增管。最新的儀器都安裝了CCD傳感器。它使用一種靈敏度極高的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以閃電的速度把數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在內(nèi)置硬盤卡上。因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得有關(guān)數(shù)據(jù)。先進(jìn)的原子吸收光譜

45、分析儀帶有處理數(shù)字信號(hào)的芯片，可以在本機(jī)上即時(shí)處理采集到的數(shù)據(jù)[ 5 ]。</p><p>　　1.3 主要儀器與試劑</p><p>　　TAS990型原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）、Li空心陰極燈、移液管（2ml、5ml、10ml）、容量瓶（50ml、100ml、250ml）、電子天平、吸管、燒杯（50ml、100ml）、洗耳球、滴管、玻璃棒、濾紙、藥匙、洗瓶。&l

46、t;/p><p>　　表1.1 實(shí)驗(yàn)主要藥品</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)過(guò)程全部使用自制去離子水。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)所用濃海水成分如下表[ 6 ]。</p><p>　　表1.2 濃海水組成表</p><p>　　配制Li標(biāo)準(zhǔn)溶液：用電子天平稱取LiNO3 0.2484g于50ml燒杯中，加入去離子水并攪拌均勻，用

47、移液管移入250ml容量瓶中，用去離子水定容至刻度，搖勻，得到9.60mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，編號(hào)1，以此為母液，再進(jìn)行其它濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)所用濃海水來(lái)自實(shí)驗(yàn)室其它課題組。</p><p>　　配制模擬濃海水：根據(jù)濃海水的主要組成，配制模擬濃海水，分別用硝酸鉀代替氯化鉀，硝酸鋰代替氯化鋰，硝酸鎂代替氯化鎂。按濃海水各物質(zhì)比例分別稱取一定量物質(zhì)（氯化鈉3.1241g

48、，硝酸鎂六水4.9840g，無(wú)水氯化鈣0.1251g，硝酸鉀0.1196g）于50ml燒瓶中，用少量去離子水溶解并用移液管移入100ml容量瓶中并定容，搖勻，備用。</p><p>　　1.4 儀器工作條件與操作</p><p>　　對(duì)裝配有火焰原子化器的光度計(jì)來(lái)說(shuō)，火焰選擇的是否恰當(dāng)，直接關(guān)系到待測(cè)元素的原子化效率，即基態(tài)原子的數(shù)目。這就需要根據(jù)試液的性質(zhì)，選擇恰當(dāng)?shù)幕鹧鏈囟?；根?jù)火焰的

49、溫度，再選擇火焰的組成，但同時(shí)還要考慮到，在測(cè)定的光譜區(qū)間內(nèi)，火焰本身是否有強(qiáng)吸收。因?yàn)榻M成不同的火焰其最高溫度有著明顯的差異，所以，對(duì)于難離解化合物的元素，應(yīng)選擇溫度較高的火焰如：Air-C2H2、N2O-C2H2等。反之，應(yīng)選擇低溫火焰，以免引起電離干擾。對(duì)于適合低溫或中溫火焰的元素，可選擇乙炔-空氣火焰；對(duì)于易生成難溶解的氧化物的元素與難電離的化合物，可以選用乙炔-氧化亞氮高溫火焰；對(duì)于某些元素（分析線在220nm以下），可以選擇

50、氫氣-空氣火焰。選擇好火焰類型以后，需要調(diào)整好助燃?xì)馀c燃?xì)獗壤?，以得到特定的火焰。?duì)于生成的氧化物不穩(wěn)定的元素，可選用貧燃火焰或化學(xué)計(jì)量火焰，而對(duì)于易生成難電離的氧化物的元素，可以選用富燃火焰。合適的燃助比應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)元素鋰的解離程度，選擇乙炔-空氣火焰。</p><p>　　在分析待測(cè)樣品中的鋰的濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定樣品時(shí)，燃燒器的高度不同，干擾的情況也不盡相同。因此，為了能在測(cè)量過(guò)程中減少甚至

51、排除各種干擾因素，必須選擇適合的燃燒器高度?？紤]最佳燃燒狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)選擇最佳燃燒器高度：鋰5mm。</p><p>　　光譜通帶寬度對(duì)測(cè)定樣品中鋰的含量起著非常關(guān)鍵的作用，光譜通帶寬度太大，會(huì)引起靈敏度下降，從而導(dǎo)致分析曲線的非線性程度加大[ 7 ]。在本實(shí)驗(yàn)中，光譜通帶寬度選擇在0.4nm，靈敏度會(huì)明顯提高，分析曲線的線性也有所改善。</p><p>　　空心陰極燈電流大小對(duì)共振線輪廓、光

52、源輻射強(qiáng)度、空心陰極燈壽命都有較大的影響。燈電流增大雖然可以提高測(cè)定的穩(wěn)定性，但是靈敏度較低；燈電流減小雖然靈敏度有所提高，但是信噪比及穩(wěn)定性較差，所以必須選擇合適的燈電流。燈電流選擇不但要考慮到靈敏度，還要保證測(cè)定的穩(wěn)定性[ 8 ]。故選擇最佳燈電流：鋰2.0mA。</p><p>　　其他工作參數(shù)：分析線波長(zhǎng)，670.8nm；預(yù)熱燈電流，2.0mA；負(fù)高壓，300.0V；燃?xì)饬髁浚?400mL/min；空氣壓

53、力，0.2MPa。</p><p>　　接通燃?xì)猓細(xì)饧袄鋮s水通道，點(diǎn)火預(yù)熱5min。</p><p>　　吸噴水，調(diào)節(jié)吸光值顯示器為零點(diǎn)，噴入待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)系列中的最高標(biāo)準(zhǔn)液，同時(shí)調(diào)節(jié)增益到50%。微調(diào)波長(zhǎng)旋鈕使熒屏顯示器上能量值達(dá)到最大并調(diào)節(jié)使之在100左右。吸噴空白液再次調(diào)零，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。</p><p><b>　　1.5 實(shí)驗(yàn)方法&l

54、t;/b></p><p>　　取1號(hào)Li+標(biāo)準(zhǔn)溶液20ml至100ml容量瓶中并定容，得到1.920mg/L稀釋溶液，編號(hào)2，繼續(xù)根據(jù)相同方法按比例配制其他需要的稀釋溶液并編號(hào)，各溶液濃度如下表所示。</p><p>　　表1.3 Li標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表</p><p>　　分別配制濃海水與鈉、鉀、鈣、鎂一定比例的混合溶液，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法與標(biāo)準(zhǔn)加入法分別測(cè)定5種已

55、知濃度Li標(biāo)準(zhǔn)樣品與濃海水樣品、混合溶液Li的濃度。</p><p>　　用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定分別6瓶水樣品中Li+的濃度以l及分別加入已知濃度Li時(shí)的加標(biāo)回收率。</p><p>　　取4種樣品各5份，測(cè)定其Li+濃度，計(jì)算精密度。</p><p>　　1.6 實(shí)驗(yàn)主要步驟</p><p>　?。?）將原子吸收分光光度計(jì)與溶解乙炔氣、空氣壓縮機(jī)

56、、氬氣罐、交流穩(wěn)壓器和計(jì)算機(jī)連接在一起。</p><p>　?。?）接通電源，依次打開(kāi)交流穩(wěn)壓器、計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，等計(jì)算機(jī)完全啟動(dòng)后，打開(kāi)原子吸收主機(jī)電源。</p><p>　?。?）在計(jì)算機(jī)桌面上雙擊 AAwin圖標(biāo)，出現(xiàn)窗口，選擇聯(lián)機(jī)方式，點(diǎn)擊確定,出現(xiàn)儀器初始化界面。等待3—5分鐘(聯(lián)機(jī)初始化過(guò)程)，等初始化各項(xiàng)出現(xiàn)確定后，，將彈出選擇元素?zé)艉皖A(yù)熱燈窗口。選擇元素?zé)魹殇嚐?，預(yù)熱燈為錳

57、燈。</p><p>　?。?）選完后點(diǎn)擊下一步，出現(xiàn)設(shè)置元素測(cè)量參數(shù)窗口，可以根據(jù)需要更改光譜帶寬，燃?xì)饬髁?，燃燒器高度等參?shù)（一般工作燈電流，預(yù)熱燈電流和負(fù)高壓以及燃燒器位置不用更改）。</p><p>　?。?）設(shè)置完成后點(diǎn)擊下一步，出現(xiàn)設(shè)置波長(zhǎng)窗口，不要更改默認(rèn)的波長(zhǎng)值，直接點(diǎn)擊尋峰。將彈出尋峰窗口，（根據(jù)所選元素?zé)粼夭煌?，整個(gè)過(guò)程需要時(shí)間不同，一般在1—3分鐘）等尋峰過(guò)程完成后

58、，點(diǎn)擊關(guān)閉。點(diǎn)擊下一步，點(diǎn)擊完成。</p><p>　　（6）選擇測(cè)量方式為火焰吸收，等待機(jī)器自動(dòng)調(diào)整。</p><p>　?。?）點(diǎn)擊樣品，彈出樣品設(shè)置向?qū)Т翱?，選擇校正方法（標(biāo)準(zhǔn)加入法），曲線方程（一次方程），和濃度單位（mg/L），輸入樣品名稱（Li）和起始編號(hào)（0），點(diǎn)擊下一步。</p><p>　　（8）輸入標(biāo)準(zhǔn)樣品的參數(shù)（濃度與個(gè)數(shù)），可依照提示增加和減

59、少標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量。</p><p>　　（9）可以選擇要或不要空白校正和靈敏度校正，然后點(diǎn)擊下一步。</p><p>　?。?0）輸入待測(cè)樣品的參數(shù)（名稱，數(shù)量，起始編號(hào)等），設(shè)置完成。</p><p>　?。?1）點(diǎn)擊參數(shù)，跳出窗口（測(cè)量參數(shù)）。設(shè)置常規(guī)：空白樣品，標(biāo)準(zhǔn)樣品，未知樣品等的測(cè)量次數(shù)（測(cè)幾次計(jì)算出平均值）選擇測(cè)量方式（手動(dòng)或自動(dòng)，一般為自動(dòng)），輸入間隔

60、時(shí)間和采樣延時(shí)（一般均為1秒）。</p><p>　　（12）設(shè)置顯示：設(shè)置吸光值最小值和最大值一般為（0—0.7）以及刷新時(shí)間（一般300秒）。</p><p>　?。?3）信號(hào)處理：計(jì)算方式的設(shè)置（火焰吸收為連續(xù)或峰高），以及積分時(shí)間和濾波系數(shù)（火焰積分時(shí)間一般為1濾波系數(shù)為0.3-0.8）。</p><p>　?。?4）設(shè)置質(zhì)量控制：因質(zhì)量控制適用于帶自動(dòng)進(jìn)樣

61、的設(shè)備所以這里不需要設(shè)置。</p><p>　?。?5）調(diào)整火焰吸收的光路：點(diǎn)擊燃燒器參數(shù)的圖標(biāo)，跳出燃燒器參數(shù)的設(shè)置窗口，輸入燃?xì)飧叨扰c流量，點(diǎn)擊執(zhí)行，檢查燃燒頭是不是在光路的正下方，如果有偏離，更改位置中相應(yīng)的數(shù)字，點(diǎn)擊執(zhí)行，可以反復(fù)調(diào)節(jié)，直到燃燒頭和光路平行并位于光路正下方。（如不平行，就用手來(lái)調(diào)節(jié)燃燒頭的角度）點(diǎn)擊確定退出燃燒器參數(shù)設(shè)置窗口。</p><p>　?。?6）依次打開(kāi)空

62、氣壓縮機(jī)的風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，工作開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥，使得空氣壓力穩(wěn)定在0.2—0.25MPa后，打開(kāi)乙炔鋼瓶主閥，調(diào)節(jié)出口壓力在0.05—0.06MPa（點(diǎn)火前后出口壓力可能有變化，這里的出口壓力在0.05—0.06MPa指點(diǎn)火后的壓力）。</p><p>　?。?7）檢查水封，點(diǎn)擊 點(diǎn)火(第一次點(diǎn)火時(shí)有點(diǎn)火提示窗口彈出，,點(diǎn)擊確定將開(kāi)始點(diǎn)火)，等火焰穩(wěn)定后首先吸去離子水，以防止燃燒頭結(jié)鹽。并用錐形瓶接住從出水口出來(lái)的

63、溶液。</p><p>　?。?8）點(diǎn)擊測(cè)量下的測(cè)量，吸噴空白溶液（去離子水）校零，依次吸噴各種標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)樣品，每次吸噴前都要擊開(kāi)始，進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量完成后，點(diǎn)擊終止，完成測(cè)量，退出測(cè)量窗口。</p><p>　?。?9）觀察計(jì)算機(jī)上顯示的曲線，記入下數(shù)據(jù)，等待處理。</p><p>　?。?0）關(guān)閉乙炔鋼瓶主閥，讓火焰自動(dòng)熄滅，點(diǎn)擊確定，退出熄火提示窗口，吸噴去

64、離子水1分鐘，清洗燃燒頭，防止燃燒頭結(jié)鹽。</p><p>　?。?1）測(cè)量完畢后依次關(guān)閉乙炔鋼瓶主閥，空壓機(jī)工作開(kāi)關(guān)，按放水閥，排空壓縮機(jī)中的冷凝水，關(guān)閉風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，AAwin軟件，原子吸收主機(jī)電源，退出計(jì)算機(jī)Window操作程序，關(guān)閉穩(wěn)壓器，顯示器和計(jì)算機(jī)電源。蓋上儀器罩，檢查乙炔，氬氣，冷卻水，是否已經(jīng)關(guān)閉。</p><p><b>　　第2章 結(jié)果與討論</b>

65、</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)干擾因素及消除</p><p>　　在分析測(cè)試中，干擾是經(jīng)常遇到的。由于產(chǎn)生的原因各不相同，因此，顯示的特性和產(chǎn)生的影響亦有差異。對(duì)原子吸收光譜化學(xué)分析中的干擾，從不同的角度出發(fā)各有不同的分類方法。但更多的是按干擾產(chǎn)生的原因分類，可分為：物理干擾、化學(xué)干擾、電離干擾和光譜干擾。</p><p>　　2.1.1 物理干擾及其消除方法&

66、lt;/p><p>　　物理干擾是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過(guò)程中，由于試樣的物理特性的變化而引起的干擾效應(yīng)。對(duì)于火焰原子化法而言，它主要包括試樣噴入火焰的速率、霧化效率、霧滴大小及其分布、溶劑與固體微粒的蒸發(fā)等。這類干擾是非選擇性的，對(duì)試樣中各元素的影響基本上是相似的。</p><p>　　由于物理干擾是非選擇性干擾，其消除的方法有一定的通用性。主要方法有：</p><p

67、>　　（1）配制與分析試樣組成相似的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液制作校正曲線，這是最常用的方法。</p><p>　?。?）配制與分析試樣組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液有困難時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。</p><p>　?。?）試樣中分析元素濃度較高時(shí)，在靈敏度能滿足要求的情況下，可以采用稀釋溶液的方法減少或消除干擾。</p><p>　?。?）用雙通道原子吸收分光光度計(jì)時(shí)，以分析元素與內(nèi)標(biāo)

68、元素的原子吸收強(qiáng)度比制作校正曲線進(jìn)行定量，也能有效地消除物理干擾。</p><p>　?。?）在電熱原子吸收光譜法中，加入某種化學(xué)改進(jìn)劑與分析元素生成難揮發(fā)化合物，可以消除在干燥與灰化過(guò)程中的共揮發(fā)、包藏這一類的物理干擾。</p><p>　　2.1.2 化學(xué)干擾及其消除方法</p><p>　　化學(xué)干擾是指待測(cè)元素與其他組分之間的發(fā)生化學(xué)作用所引起的干擾效應(yīng)，它主

69、要影響待測(cè)元素的原子化效率，降低原子吸收信號(hào)。這類干擾具有選擇性，對(duì)各個(gè)元素的干擾是各不相同的，并隨著火焰溫度、火焰狀態(tài)和部位、其他組分的存在、霧滴的大小等條件而變化。化學(xué)干擾是原子吸收分光光度法中的主要干擾來(lái)源。</p><p>　　由于化學(xué)干擾是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，因此，消除干擾應(yīng)根據(jù)具體情況不同而采取對(duì)應(yīng)的措施。</p><p>　?。?）化學(xué)分離。用化學(xué)方法將分析元素與干擾組分分離，這

70、不僅能消除干擾，也使分析元素得到富集，靈敏度得到提高。</p><p>　　（2）使用火焰溫度。火焰溫度直接影響到火焰中固體化合物的生成速度和蒸發(fā)速度，火焰溫度高于化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，是該化合物干氣溶膠完全蒸發(fā)和原子化的必要條件。</p><p>　?。?）使用化學(xué)改進(jìn)技術(shù)。廣義的化學(xué)改進(jìn)技術(shù)是指通過(guò)在線化學(xué)反應(yīng)抑制和消除化學(xué)干擾，包括加入釋放劑、保護(hù)劑、緩沖劑以及各種化學(xué)改進(jìn)劑等。<

71、;/p><p>　?。?）改善原子化氣氛。</p><p>　　2.1.3 電離干擾及其消除方法</p><p>　　電離干擾是由于原子在火焰中電離而引起的效應(yīng)。分析元素在火焰中形成自由原子之后又發(fā)生電離，使基態(tài)原子數(shù)目減少，導(dǎo)致測(cè)定吸收光度值降低，校正曲線在高濃度區(qū)彎向縱坐標(biāo)。</p><p>　　電離干擾的消除方法：</p>&

72、lt;p>　　火焰溫度越高，電離干擾越大，降低火焰溫度可減少電離干擾。在試樣中加入電離電位低的消電離劑銫、銣、鉀等，提供大量的自由電子，使電離平衡向左移動(dòng)，可以有效地消除電離干擾。消電離劑的電離電位越低，消除電離干擾的效果越明顯。</p><p>　　2.1.4 光譜干擾及其消除方法</p><p>　　廣義來(lái)說(shuō)，光譜干擾是由于分析物的信號(hào)與光干擾信號(hào)分離不完全而產(chǎn)生的干擾。<

73、/p><p>　　（1）譜線重疊干擾。在光譜通帶內(nèi)，如果有其他物質(zhì)（如空心陰極燈材料中的雜質(zhì)，燈內(nèi)填充氣等）產(chǎn)生的發(fā)射譜線或分析元素（特別是譜線復(fù)雜的元素）有一條以上的發(fā)射線同時(shí)參與吸收，產(chǎn)生譜線重疊干擾。</p><p>　　（2）多重吸收線的干擾。在光譜通帶內(nèi)存在一條以上分析元素發(fā)射線和一條以上分析元素吸收線，將會(huì)產(chǎn)生多重吸收線干擾。</p><p>　　（3）非吸

74、收光干擾。在光譜通帶內(nèi)，除了一條分析元素共振發(fā)射譜線外，還存在其他物質(zhì)發(fā)射的不參與吸收的譜線，稱為非吸收線。它引起的光譜干擾稱為非吸收線干擾。</p><p>　?。?）分子吸收和光散射</p><p>　　a.分子吸收干擾是指氣相分子物種吸收分析元素共振輻射能量產(chǎn)生解離，致使測(cè)定的吸光度值偏高。</p><p>　　b.光散射干擾在原子化過(guò)程中由試樣形成的微粒，在

75、光路中對(duì)光源輻射光產(chǎn)生散射，被散射的光偏離光路，使達(dá)到檢測(cè)器的光強(qiáng)度減少，其結(jié)果等價(jià)于一個(gè)分子收疊加在分析元素的原子吸收信號(hào)上。</p><p>　　光譜干擾的消除方法：</p><p>　　（1）避免吸收譜線重疊干擾的最好方法是選擇其他的分析譜線。如果不能這樣做，則需要進(jìn)行精確的空白測(cè)定，然后從分析測(cè)定中扣除空白值。</p><p>　?。?）消除多重吸收線的干擾

76、的方法是減少光譜通帶。但光譜通帶過(guò)小，將使信噪比變差。不造成吸光度值的降低時(shí)的最大通帶寬度就是所選擇的最合適的光譜通帶。</p><p>　?。?）非吸收光干擾解決問(wèn)題的方法是減少光譜通帶，以分離開(kāi)非吸收線。</p><p>　?。?）分子吸收和光散射引起的干擾，最有效的消除方法是背景校正。背景校正都是通過(guò)兩次測(cè)量完成的，第一次是分析線波長(zhǎng)處，測(cè)量分析元素原子蒸氣和共存氣相物質(zhì)：包括固體微

77、粒；所產(chǎn)生的吸收信號(hào)（原子吸收+背景吸收），稱為樣品信號(hào)。第二次在分析線波長(zhǎng)處，或鄰近位置測(cè)量共存物質(zhì)的吸收信號(hào)（背景吸收信號(hào)），稱為參考信號(hào)。兩者吸光度相減，即為扣除了背景吸收后凈原子吸收信號(hào)[ 9 ]。</p><p>　　2.2 使用原子吸收光譜法的注意事項(xiàng)</p><p>　　2.2.1 乙炔流量影響</p><p>　　在空氣—乙炔火焰中，己炔流量對(duì)鋰的發(fā)

78、射強(qiáng)度有一定影響。研究表明：隨著乙炔流量逐漸加大，火焰還原性增強(qiáng)，測(cè)鋰靈敏度有所提高，鋰的電離能在堿金屬中最大，為520kJ·mol，故雖然火焰溫度較高，乙炔流量較大，但鋰的電離現(xiàn)象并不顯著，工作曲線并沒(méi)有隨著乙炔流量的增大而發(fā)生明顯彎曲，其相關(guān)系數(shù)皆大于0.9995[ 10 ]。綜合考慮乙炔流量與靈敏度的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)中采用乙炔的流量為1.4L/min。</p><p>　　2.2.2 常見(jiàn)無(wú)機(jī)酸對(duì)發(fā)射

79、強(qiáng)度影響</p><p>　　實(shí)驗(yàn)證明不同濃度的硝酸對(duì)鋰的發(fā)射強(qiáng)度基本無(wú)影響，其他各種無(wú)機(jī)酸隨著濃度逐漸加大，鋰的發(fā)射強(qiáng)度逐漸下降，但是走勢(shì)不相同。磷酸、鹽酸濃度對(duì)鋰信號(hào)影響偏大，特別是磷酸，硫酸對(duì)鋰信號(hào)影響偏小。所以，消化樣品最好使用硝酸介質(zhì)，并控制濃度在2%以內(nèi)，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液更應(yīng)注意，避免使用鹽酸[ 11 ]。鑒于鹽酸和硝酸對(duì)鋰的測(cè)定有一定影響，水質(zhì)的測(cè)定可以不用處理。</p><p>

80、;　　2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線</p><p>　　準(zhǔn)確吸取1號(hào)鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后稀釋配制成濃度為0.190mg/L、0.480mg/L、0.960mg/L、1.440mg/L、1.920mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，將標(biāo)準(zhǔn)溶液直接導(dǎo)入火焰，測(cè)定吸光度，繪制溶液濃度對(duì)吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。計(jì)算得回歸方程為A=0.1762C+0.0012，相關(guān)系數(shù)r大于0.999。</p><p>　

81、　表2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)鋰結(jié)果</p><p>　　表2.2 雜質(zhì)離子干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　圖2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制</p><p>　　2.4 提高火焰光度吸收法測(cè)定鋰含量準(zhǔn)確性的方法</p><p>　　2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)液和樣品測(cè)試時(shí)間間隔的影響</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)液與待測(cè)樣品的測(cè)量時(shí)間間隔應(yīng)盡量相

82、同，并且不宜過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短。從表2.3中可以得出，不同測(cè)試時(shí)間間隔對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定程度上的影響：時(shí)間間隔為2s、20s、2~20s時(shí)測(cè)得的Li濃度與5s、10s、15s時(shí)的結(jié)果偏差較大，分析可能為吸液管在取出后中殘留的液體未完全燃燒或者燃燒過(guò)剩造成下次取樣時(shí)液體混合不均勻，考慮得最佳測(cè)量時(shí)間間隔為5s~15s為佳，應(yīng)避免燃燒對(duì)間不足，或時(shí)間太長(zhǎng)而引起變異系數(shù)的增大。</p><p>　　表2.3 不同測(cè)量時(shí)間間隔對(duì)實(shí)

83、驗(yàn)結(jié)果的影響</p><p>　　2.4.2 儀器的預(yù)熱和火焰狀態(tài)直接影響測(cè)定的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性</p><p>　　儀器預(yù)熱后，使電子單位避免了溫度變化造成的電子單元的溫度漂移，由于溫度變化對(duì)霧化效率影響很大，故通過(guò)預(yù)熱使霧化效率隨之穩(wěn)定。我們認(rèn)為鋰測(cè)定的預(yù)熱時(shí)間應(yīng)不少于5分鐘，否則其讀數(shù)極不穩(wěn)定，急劇下降。火焰狀態(tài)對(duì)測(cè)定結(jié)果至關(guān)重要，預(yù)熱過(guò)程中應(yīng)將火焰調(diào)整至最佳狀態(tài)，外形呈錐形、藍(lán)色、尖

84、端擺動(dòng)較小，火焰底部坐穩(wěn)，周圍有一圈波浪形的圓形，整個(gè)火焰高度約30~50mm[ 12 ]。</p><p>　　2.4.3 液面高度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響</p><p>　　我們用相同液面的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定不同高度液面的同一待測(cè)樣品（測(cè)定時(shí)隨時(shí)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)液，使其液面始終保持在相同的高度），結(jié)果見(jiàn)表2.4。用不同液面高度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定同一高度液面的相同待測(cè)溶液(測(cè)定時(shí)隨時(shí)補(bǔ)充待測(cè)液的液面，使其高度保持在相同

85、的高度），結(jié)果見(jiàn)表2.5。</p><p>　　表2.4 用相同液面的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定不同高度的同一待測(cè)樣品</p><p>　　表2.5 用不同液面高度的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定相同高度的同一待測(cè)樣品</p><p>　　可以看出，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)溶液還是待測(cè)液的測(cè)量高度都會(huì)一定程度上對(duì)Li測(cè)得值產(chǎn)生細(xì)微的差別，這可以歸結(jié)為溶液在進(jìn)行吸光度測(cè)量前雖然經(jīng)過(guò)搖勻操作，但是靜置過(guò)程還是會(huì)對(duì)測(cè)

86、量結(jié)果有一定影響。另外，不同測(cè)量液面高度所產(chǎn)生的壓力也有所不同，也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。從表2.4、表2.5可以得出：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)液和測(cè)定液液面高度相差越大，鋰的濃度偏離度就越大，只有當(dāng)兩者液面相同時(shí)，結(jié)果才準(zhǔn)確。因此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意溶液測(cè)定過(guò)程中液面高度，盡量試測(cè)量液面高度保持一致。</p><p>　　2.5 海水中主要干擾離子的影響及消除</p><p>　　鑒于實(shí)驗(yàn)設(shè)備、試劑等條件，本

87、實(shí)驗(yàn)主要考慮海水中鈉、鉀、鈣、鎂對(duì)實(shí)驗(yàn)中鋰離子濃度測(cè)定的干擾，按海水中五種離子的濃度比配制一定量溶液，用原子吸收分光光度計(jì)分別測(cè)定各溶液的吸光度。</p><p>　　考察了海水中主要的陽(yáng)離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+對(duì)原子吸收分析過(guò)程中的干擾作用。分別配制與海水中兩種離子比例相同的NaCl + LiCl溶液(溶液一)、KCl + LiCl溶液(溶液二)、CaCl2 + LiCl溶液(溶液三)、MgCl2

88、+ LiCl溶液(溶液四)。用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)溶液中的鋰離子濃度分別進(jìn)行分析，將配制濃度和測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較分析，研究測(cè)量的準(zhǔn)確度。</p><p>　　結(jié)果表明，在原子吸收測(cè)量過(guò)程中，鋰離子的電離作用干擾主要來(lái)自海水中高濃Na+、Ca2+、Mg2+；而K+對(duì)分析過(guò)程中的干擾作用不明顯。利用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行分析，結(jié)果誤差率均小于8%，可以有效的消除各種離子帶來(lái)的干擾，準(zhǔn)確度較高。</p><p>

89、　　表2.6 干擾離子影響結(jié)果</p><p><b>　　2.6 回收試驗(yàn)</b></p><p>　　按實(shí)驗(yàn)方法分別取6份20ml水樣于100ml燒杯中，加入鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液20ml（0.190mg/L），轉(zhuǎn)移到容量瓶中，加入固定比例的氯化鈉、硫酸鎂六水、氯化鈣、硝酸鉀溶液，用去離子水定容并編號(hào)，測(cè)定，測(cè)得回收率為97.37%~102.63%，準(zhǔn)確率高，穩(wěn)定性好，結(jié)果準(zhǔn)

90、確可靠。</p><p>　　表2.7 水樣回收試驗(yàn)結(jié)果</p><p><b>　　2.7 精密度試驗(yàn)</b></p><p>　　取4種試樣各5份，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定Li濃度。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.6%，可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。</p><p>　　表2.8 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　2.

91、8 應(yīng)用：幾種水樣中鋰含量測(cè)定</p><p>　　取三種未知水樣，用上述實(shí)驗(yàn)方法平行測(cè)定Li濃度，回收率在98.95~102.63%，結(jié)果準(zhǔn)確率高，穩(wěn)定性好，結(jié)果可靠。</p><p>　　表2.9 未知水樣含鋰量測(cè)定結(jié)果</p><p><b>　　2.9 誤差分析</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)

92、生一些誤差，理性的對(duì)待及分析誤差的來(lái)源，可以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中有效的降低或者消除掉一些不必要的誤差，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)更加精確、合理。分析此次實(shí)驗(yàn)中各因素引起的誤差來(lái)源，主要來(lái)自下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）在稱量實(shí)驗(yàn)藥品以及溶液配制過(guò)程中，未等電子天平讀數(shù)穩(wěn)定便記錄數(shù)據(jù)；溶液轉(zhuǎn)移過(guò)程中，部分溶液可能殘留在燒杯口或容量瓶口上，致使未將全部溶液都移入容量瓶中，導(dǎo)致最后配得的實(shí)際溶液的濃度小于預(yù)期計(jì)算值，使計(jì)算

93、結(jié)果偏小。</p><p>　?。?）在溶液的保存過(guò)程及中間實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多次使用，因購(gòu)置的容量瓶與瓶塞并不是全部配對(duì)，導(dǎo)致有些容量瓶密封性不是很好，以及多次使用所造成的溶液揮發(fā)、空氣溶解等現(xiàn)象。因而在溶液放置一段時(shí)間再使用時(shí)，里面的溶液蒸發(fā)掉了部分水分，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)使用時(shí)的溶液濃度值大于預(yù)期計(jì)算值。</p><p>　?。?）在多瓶已知相同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制時(shí)，不可避免會(huì)因?yàn)槿藶榈呐袛嗖煌?/p>

94、實(shí)際操作受到干擾，而使實(shí)際溶液濃度不盡相同。</p><p>　　（4）原子吸收分光光度計(jì)在使用前未進(jìn)行預(yù)熱或矯正，以及不同樣品測(cè)量時(shí)間間隔、樣品液面高度等都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差。</p><p>　　（5）所有儀器都有其規(guī)定的操作溫度及其他使用參數(shù)，由于條件有限，難以完全達(dá)到儀器的操作要求，使得出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，這是無(wú)法避免的。還有如實(shí)驗(yàn)室的壓力、濕度，實(shí)驗(yàn)者的讀數(shù)、操作性上的差異，都會(huì)引起

95、一定誤差。</p><p>　　2.10 實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題及解決思路</p><p>　　在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，時(shí)常遇到一些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)細(xì)心研究，逐步一一化解。</p><p>　?。?）在預(yù)先準(zhǔn)備繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線時(shí)，未考慮儀器的實(shí)際可測(cè)量范圍，而所造成的藥品浪費(fèi)及時(shí)間損失。歸根于實(shí)驗(yàn)前未認(rèn)真了解實(shí)驗(yàn)儀器參數(shù)，為以后實(shí)驗(yàn)過(guò)程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。</p>&l

96、t;p>　?。?）在配制模擬濃海水時(shí)，預(yù)計(jì)是依據(jù)參考文獻(xiàn)中海水中主要離子的配比來(lái)配制一定比例的模擬濃海水溶液，但是由于藥品缺失，故只好用其他藥品代替。這對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量會(huì)有一定影響，但影響不大，可以忽略不計(jì)。再而，文獻(xiàn)上物質(zhì)濃度配比不一定適用于本實(shí)驗(yàn)中所用濃海水，且數(shù)據(jù)年代已久，但限于能力所能及，只好依次而論。</p><p>　?。?）用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量離子濃度時(shí)，用吸管吸取溶液，溶液溫度較低且濃度較大時(shí)

97、會(huì)堵塞吸管。所以在每次測(cè)量前，將待測(cè)溶液、去離子水放在恒溫水浴中加熱到30℃左右再進(jìn)行測(cè)量，可以防止吸管堵塞。</p><p>　?。?）用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量溶液吸光度時(shí)，吸管上都留有部分殘余溶液，將吸管直接放入下一瓶待測(cè)溶液時(shí)，會(huì)帶入雜志離子進(jìn)去，導(dǎo)致溶液的濃度發(fā)生變化進(jìn)而影響測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果。所以在每次插入前，最好都用去離子水將吸管沖洗干凈，這樣可以使得出的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。</p><p>

98、;<b>　　結(jié)論</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著從海水中提鋰技術(shù)的完善和發(fā)展，世界鋰資源前景態(tài)勢(shì)可觀，但是海水中鋰含量平均只有0.17mg/L。所以，如何正確的測(cè)量和把握海水中鋰的濃度將對(duì)鋰資源開(kāi)發(fā)具有重大的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)采用空氣—乙炔火焰原子吸收光譜法測(cè)定濃海水中的鋰，并分析考慮了海水中的干擾離子的影響。</p>

99、<p>　　實(shí)驗(yàn)表明，原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量海水中鋰離子的濃度過(guò)程中，對(duì)鋰離子電離產(chǎn)生干擾的離子主要是海水中存在的高濃度Na+、Ca2+、Mg2+，利用標(biāo)準(zhǔn)加入法可以有效的抑制各種離子的干擾。通過(guò)多次測(cè)量，平均相對(duì)偏差為1.22%，加標(biāo)回收率為99.47%，該方法精密度高，準(zhǔn)確度好，為進(jìn)一步從海水中提鋰提供了可靠的依據(jù)。</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，但總體上影響不大，

100、實(shí)驗(yàn)方法還有待進(jìn)一步的探索和完善。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>　　[1]Dilic, Kholl, Mkilb, et al. Recent progress in rechargeable nickel metal hydride and lithium - ion miniature rechargeable batteri

101、es[J].Journal of Power Sources,1999,80:112-135.</p><p>　　[2]紀(jì)志永,袁俊生.海水提鋰研究進(jìn)展[J].海湖鹽與化工,2002,32(5):33-39.</p><p>　　[3]李梅,蔡寧等.火焰原子吸收光譜應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:北京地質(zhì)出版社,1996.253-256.</p><p>　　[4]前定如大

102、海.原子吸收光譜法_百度百科.http://baike.baidu.com/view/242359.htm.2010.12.23.</p><p>　　[5]馮士筰,李風(fēng)岐,李少菁.海洋科學(xué)導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,1999.112-113.</p><p>　　[6]薛光榮,沈志希.火焰原子吸收光譜法快速測(cè)定氫氧化鋰中銅、鐵、鋅、鎂和鈷.化學(xué)分析計(jì)量, 2007,16(2):30

103、-32.</p><p>　　[7]馮秀文,楊玉琴.用于原子吸收光譜儀器的高靈敏度燃燒器[J].光譜學(xué)與光譜分析,1998(6):731-733.</p><p>　　[8]楊永珍.原子吸收光譜分析中的干擾及其消除方法.現(xiàn)代計(jì)量通訊,2006(5):37-38.</p><p>　　[9]李建.火焰發(fā)射光度法測(cè)定鋰的探討.中華預(yù)肪醫(yī)學(xué)雜志,2001,35(6):41

104、6.</p><p>　　[10]周聰.火焰發(fā)射法測(cè)定生物樣品食品及水質(zhì)中痕量鋰.理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè),1997,33(7):317-319.</p><p>　　[11]謝開(kāi)榮.提高火焰光度法鋰測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的探討.醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)進(jìn)修雜質(zhì),1997,4(3):130-131.</p><p>　　[12]王大偉,袁俊生,劉燕蘭.海水中鋰離子濃度的分析方法研究. 鹽業(yè)與化工

105、,2007,37(3):33-34.</p><p>　　[13]楊紅軍,葉秀深,李冰,吳志堅(jiān),李武.火焰原子吸收光譜法測(cè)定油田水中的鋰.光譜學(xué)與光譜分析,2009,29(1):263-266.</p><p>　　[14]楊馗.漫談原子吸收光譜法.華章,2011,1(1):225-226.</p><p>　　[15]黃浦雁,王利娟,汪孟莉.鈉、鉀離子對(duì)火焰法測(cè)定