【摘要】：原子光譜是應(yīng)用最為廣泛的元素分析方法。然而,由于樣品前處理儀器與方法的局限性,一定程度上制約了其應(yīng)用范圍。本論文設(shè)計(jì)并負(fù)責(zé)搭建了小型手動(dòng)生物樣品灰化裝置,建立了基于手動(dòng)樣品灰化技術(shù)的電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜分析植物樣品中多元素的新方法和石墨爐原子吸收光譜分析明膠膠囊中鉻的新方法;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步設(shè)計(jì)并負(fù)責(zé)搭建了全自動(dòng)生物樣品灰化裝置,建立了基于全自動(dòng)樣品灰化技術(shù)的電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜分析生物樣品中多元素的新方法、冷阱捕集電感耦合等離子體質(zhì)譜分析植物中砷、鎘和鉛的新方法;同時(shí),針對(duì)傳統(tǒng)灰化法及兩種新裝置對(duì)硒元素回收率均較差的問題,發(fā)現(xiàn)了硝酸鈀作為新型硒灰化助劑能有效提高硒在灰化前處理中的回收率,并將其用于植物中硒的電感耦合等離子體質(zhì)譜分析新方法的研究。該研究為原子光譜樣品前處理提供了新技術(shù)、新方法,對(duì)于拓展原子光譜的應(yīng)用范圍有一定意義。全文共分四章,作者的主要貢獻(xiàn)如下:1.小型手動(dòng)生物樣品灰化裝置的研發(fā)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究采用聚焦紅外輻射加熱技術(shù)、流通式樣管、多通道氣體均分技術(shù)以及半密封的小容積加熱腔體,設(shè)計(jì)并負(fù)責(zé)搭建了小型手動(dòng)生物樣品灰化裝置,研究了該裝置基本性能、樣品灰化前處理?xiàng)l件與回收率之間的關(guān)系,并將其與電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜以及石墨爐原子吸收光譜相結(jié)合,建立了檢測植物樣品中多種元素和明膠膠囊中鉻的新方法。研究表明,該裝置升溫快速,在1 min內(nèi)就能從室溫加熱至800?C;一次能夠同時(shí)完成12個(gè)樣品的灰化,且各個(gè)樣品的灰化效果一致;裝置體積小,其體積僅為普通實(shí)驗(yàn)室馬弗爐的五分之一;在基于電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜檢測植物樣品中36個(gè)元素的分析中,灰化在40 min內(nèi)即能完成,方法檢出限均在ng g~(-1)級(jí),回收率在80%到115%之間,五次重復(fù)測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6%;在基于石墨爐原子吸收光譜測定明膠膠囊中鉻的分析中,15 min即能完成整個(gè)灰化過程,方法檢出限為0.02μg·g~(-1),對(duì)于兩種明膠標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鉻的回收率分別為98%和103%。與傳統(tǒng)的馬弗爐灰化相比,該新型灰化裝置體積更小,能效和灰化前處理效率更高;所建立的新分析方法具有快速、準(zhǔn)確,能滿足日常樣品分析要求。2.全自動(dòng)生物樣品灰化裝置的研發(fā)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究集樣品的灰化、灰分的溶解、溶液的定容和均質(zhì)為一體,采用聚焦紅外輻射加熱以及自主設(shè)計(jì)的雙層樣管和捕集冷阱,設(shè)計(jì)并負(fù)責(zé)搭建了全自動(dòng)生物樣品灰化裝置。研究了該裝置基本性能以及樣品灰化前處理?xiàng)l件,并將其與電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜相結(jié)合,建立了檢測生物樣品中多種元素的新方法。研究表明,該裝置能夠自動(dòng)完成從樣品碳化和灰化、元素捕集、灰分溶解到溶液的均質(zhì)等整個(gè)灰化前處理過程;利用活性氧輔助,加速了樣品低溫碳化;樣管采用雙層管設(shè)計(jì),降低污染風(fēng)險(xiǎn);冷阱捕集技術(shù)提高揮發(fā)性元素回收率;該裝置單次能同時(shí)處理12個(gè)樣品,灰化效果一致;在基于電感耦合等離子體光譜和質(zhì)譜測定生物樣品中38種元素的分析過程中,灰化在40 min內(nèi)即能完成;對(duì)8個(gè)生物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測定,除個(gè)別結(jié)果外,測定值與參考值之間的相對(duì)偏差小于30%,5次重復(fù)測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于15%;在基于冷阱捕集電感耦合等離子體質(zhì)譜測定植物中砷、鉛、鎘的分析過程中,測定3種植物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中3種元素的回收率在90%到107%之間,3次重復(fù)測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于8%。該裝置克服了小型手動(dòng)生物樣品灰化裝置的缺點(diǎn),能用于處理揮發(fā)性和非揮發(fā)性元素、實(shí)現(xiàn)了灰化前處理過程的全程自動(dòng)化,并在樣品處理效率大幅提高的同時(shí)可避免人工誤差,使建立的新分析方法快速、高效、準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高。3.灰化助劑的研究及應(yīng)用針對(duì)傳統(tǒng)灰化法和兩種新灰化裝置對(duì)硒回收率均差的問題,研究了原子吸收基體改進(jìn)劑作為灰化助劑對(duì)硒的捕集效果,建立了硝酸鈀輔助、全自動(dòng)樣品灰化-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測植物中硒的新方法。研究表明,硝酸鎂、硝酸銠及硝酸鎳對(duì)硒的捕集不超過50%,而硝酸鈀作為灰化助劑,在優(yōu)化條件下能夠完全捕集硒;以硝酸鈀為灰化助劑,建立的測定植物中硒的新方法的方法檢出限為0.021?g g~(-1),對(duì)6種植物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定硒回收率在98%到107%之間,5次測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于7%。與傳統(tǒng)方法相比較,該法具有測定快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH744.1
【圖文】：

[70]。這種具有相對(duì)簡單結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)馬弗爐（如圖 1.1），是利用生的焦耳熱，為設(shè)備提供持續(xù)熱能[71]。高溫合金和硅化合物通加熱元件。鎳鉻合金和鋁合金是兩種常用的高溫合金，最高加和 1250 C，而常用的硅化合物是碳化硅和二硅化鉬，工作溫0 C 和 1800 C。高溫合金的耐腐蝕性差，特別是在含硫氣氛它比硅化合物更耐機(jī)械損壞。通常，常規(guī)馬弗爐的干灰化或氧坩堝中并通過熱解除去有機(jī)物。典型的灰化溫度為 450 至 550通常在低溫下進(jìn)行。此步驟主要是防止揮發(fā)性物質(zhì)和易燃物質(zhì)的溫度急劇升高會(huì)導(dǎo)致：①樣品中水分快速蒸發(fā)而引起樣品飛脂肪的樣品發(fā)泡膨脹溢出坩堝；③碳質(zhì)和樣品被泡沫和脂肪包發(fā)損失。元素的揮發(fā)損率取決于：①加熱溫度；②樣本中元素化階段的化學(xué)環(huán)境[72]。

西北大學(xué)博士學(xué)位論文成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)瀝青的前處理，并結(jié)合 ICP-OES 測定了 Ca、Fe、 等[85]使用微波灰化結(jié)合 ICP-OES 分析了塑料中催化劑殘留。Wa化原油，HCl 溶解殘?jiān)�，結(jié)合 ICP-OES 測定了 Na、Mg、Ca、Fe元素。Kaya 等[94]報(bào)道了采用干灰化法、濕法消解和微波灰化對(duì)酸合 FAAS 測定了 Cu、Mn 和 Pb。Hinz[98]使用微波馬弗爐對(duì)硫酸鹽，效率高于傳統(tǒng)方法。Zhang 等[97]使用微波馬弗爐進(jìn)行了植物樣品植物樣品與電熱馬弗爐比較兩種灰化技術(shù)的效果，通過 ICP-OES定，發(fā)現(xiàn)微波灰化 40min 的效果與電熱馬弗爐灰化 4 h 的效果相當(dāng)

第一章 緒論后用于測定。氧瓶燃燒器皿主要為透明玻璃瓶（如圖 1.3）。氧彈燃燒通常為不銹質(zhì)（如圖 1.4）。盡管這些系統(tǒng)操作簡單，而且設(shè)備相對(duì)便宜，但一次只能處理一品。燃燒法的優(yōu)點(diǎn)是使用高純氧氣，樣品受到外源性污染的幾率小。此外，有機(jī)可在幾分鐘內(nèi)分解徹底[104]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 宋麗君;等離子體灰化儀可用于測定煤中礦物質(zhì)含量[J];儀器儀表與分析監(jiān)測;1994年02期

2 楊金夫;曾憲律;黃本立;;有機(jī)試液的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析 Ⅱ.有機(jī)溶劑對(duì)ICP放電特性的影響[J];分析化學(xué);1991年04期

本文編號(hào)：2772640