稀土🍸被誉为“工业味精”、“工业维生素”和“新材料之母”,是珍贵的战略金属资源,具有无法取代的优异磁、光、电性能。由于稀土作用大,用量少,已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素,被广泛应用到冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。因此高纯REE材料的要求越加严苛,当其存在其它REE元素时,常꧂常会对最终产品的功能产生影响,因此高纯稀土物的检测方法十分重要。
高纯REE中杂质元素的检测方法需要具备高的灵敏度高和低的检出限。常用的检测仪器X射线荧光光谱、原子吸收光谱、原子发射光谱受检出限、分析流程和分析效率的൲制约,无法实现REE中杂质元素的多元素同时、高效分析。电感耦合等离子体质谱法具有操作简单,多元素同时检测等特性,但使用单杆ICP-MS测定痕量REE杂质仍具有挑战性:高纯♏REE基质中的多原子离子会对某些REE元素产生严重的质谱干扰,如测高纯稀土氧化钆样品中158GdH+对159Tb的干扰,159GdOH+对175Lu的干扰。而串联四极杆质谱(ICP-MS/MS)配有的双四极杆(能够进行双重质量选择)、优越的碰撞反应𝓰池技术(既能通过碰撞模式成功消除常见的来自基质的多原子干扰,又能通过质量转移模式将待测离子与ꦐ干扰离子分开),可以实现高纯稀土中REE杂质元素的检测。
本文通过使用ICP-MS/MS对氧化钆样品直接测定分析,在碰撞模式实现干扰较少元素的测定、氧气质量转移模式实现Lu、Tb♕元素的测定,操作简单,测试稳定,效率高,为实验室进行高纯REE中的✨REE杂质元素的准确测试分析提供思路和借鉴。
关键词:ICP-MS/MS、冶金、材料、氧化钆、碰撞反应池、高基体高盐配置、氧气质量转移模式
表1 电感耦合等离子质谱仪及超级微波消解仪
表2 电感耦合等离子质谱仪检测参数
&n🦂bsp; 称取氧化钆粉末样品,缓慢加入硝酸,轻轻摇动使其混匀,电热板上盖160℃加热1 h🧸左右,待其消解完全,冷却后,使用超纯水转移至PP瓶中稀释定容,待上机测试。
全🐻程序样品空白连续分析11次,所得结果以3倍标准偏差稀释倍数计算各元素检出限,如表3所示。各种元素测定质量数、分析模式、校✤准曲线线性(以相关系数r来衡量)也列于表3。
表3 测定元素质量数、相关系数及检出限
向制备的7份平行样中进行1μg/L加标,进行方法精密度测试,各元素精密度测试🐈结果见表4,各元素的测定值的RSD值均🔜优于5.05%,表明该方法精密度良好。
表4 方法精密度
表5 氧化钆样品中稀土元素含量结果(mg/kg)
本文使用ICP-MS/MS成功测定了氧♒化钆样品溶液中的14种REE杂质元素。对于样品基质干扰较小的元素,可以运用优越的碰撞池消除干扰,对于样品基质干扰较大的元素,如Tb、Lu采用氧气质量转移模式用ℱ氧气质量转移模式,实现该元素的稳定测试分析。利用ICP-MS/MS额外的四极杆,能选择目标质量数进入反应池,精准控制和🐬监测复杂基质中的反应过程,有效的消除氧化钆基质中的多原子干扰,从而实现氧化钆样品的良好测试分析。
附录
设备与耗材方案
一、EXPEC 7350 标准进样系统配置详情
二、试剂及标准品
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