摘要:

采用悬浮液进样进行原子光谱测定,可以减少样品前处理和不用酸碱化学试剂,是一种绿色化学的发展方向。本文采用全自动抖淫安卓对聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、六偏磷酸钠、柠檬酸三钠等表面活性剂与铅锌矿粉末组成悬浮液的表面张力进行测定,利用火焰原子吸收光谱法的雾化装置进行了雾化效率的考察和优化选择。随着表面活性剂浓度的增加,水溶液和悬浮液的雾化效率均增大,当达到一定浓度时,雾化效率增幅趋缓并达到最大值,不同表面活性剂具有不同变化趋势。对于聚氧化乙烯制备的悬浮液,在2 g/L浓度时具有最高的雾化效率;而聚丙烯酸钠在5 g/L浓度时具有更高的雾化效率,可达20%。表明表面活性剂能改善悬浮液的稳定性并提高雾化效率,可以应用于原子光谱的测定。

铅锌矿富含金属元素铅和锌等，用途广泛，我国有着丰富的资源。为充分利用该矿产资源，需对其成分进行全面的分析检测。目前电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和原子吸收光谱法(AAS)已成为该地质样品的主要检测方法之一，样品前处理是测定中的一个重要步骤，传统的样品前处理方法有酸溶碱熔法等，这些方法都需要用到强酸、强碱等化学试剂，对环境具有一定的影响。

悬浮液进样测定技术是将样品粉末通过试剂均匀悬浮在水溶液中，再直接进入原子光谱分析仪器进行分析测定的方法，与传统酸碱前处理相比，其最大限度地减少了样品前处理时的酸碱使用量以及占污和易挥发组分的损失，有效地降低了环境污染和样品的处理时间，符合绿色分析化学的理念。一般采用添加表面活性剂(分散剂)来提高样品粉末的分散性，从而达到制备均一稳定的悬浮液。

以悬浮液或悬浊液为进样溶液的雾化方法，是ICP-OES和AAS等仪器测定中可以采用和接受的最方便的原子化方法。不同的雾化效率会导致进入焰炬的原子量不同，进而影响焰炬的状态以及检出限与灵敏度。针对悬浮液进样，汪正等对等离子体的激发温度、电子密度以及其中的颗粒行为做了研究；Parsons等研究了基体对检测结果的影响；吴士定等研究了背景干扰的消除方法；周晓萍等研究了基体有机物对蜂蜜样品试液提升量和喷雾状态的影响。但不同的样品其表面性状和活性不同，会影响悬浮液的稳定性和雾化效率，因而对于不同的样品需要进行悬浮液的选择和优化试验。本文针对广东凡口和云南兰坪的铅锌矿样品采用多种表面活性剂制备成悬浮液，并利用FAAS的气压喷雾装置，对不同表面活性剂不同浓度下的铅锌矿粉末制备的悬浮液进行了雾化效率的研究，获得了制备其稳定悬浮液的最佳选择，为进一步分析测定建立了基础。

1.实验部分

1.1仪器与试剂

MX-F匀浆机(USA，SCILOGEX.LLC)，全自动高通量抖淫安卓（Finland，Kibron ），日立18-180原子吸收光谱仪(Japan，HITACHI LTD.)及其仪器配套的专用雾化装置，AL204电子天平(上海，梅特勒-托利多仪器)，KQ-100DB数控超声波清洗器(江苏，昆山市超声仪器有限公司)。

聚丙烯酸钠(USA，Aldrich，平均分子量5100)，聚氧化乙烯(上海阿拉丁生化科技股份有限公司，平均分子量500万)，六偏磷酸钠(上海阿拉丁生化科技股份有限公司，平均分子量611.77)，柠檬酸三钠(成都化学试剂厂，平均分子量294.10)，广东凡口铅锌矿粉末(粒径约1~5μm)，云南兰坪铅锌矿粉末(粒径约1~5μm)。所用试剂均为分析纯级或以上，实验用水为18.3 MΩ·cm超纯水，由HUMAN UP 900型超纯水仪器制得。

1.2实验方法

分散液配制：用超纯水将六偏磷酸钠、柠檬酸三钠、聚丙烯酸钠配制质量浓度分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 g/L的水溶液；将聚氧化乙烯配制成质量浓度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 g/L的水溶液备用。

悬浮液制备：称取0.010 g铅锌矿粉末至10 mL容量瓶中，分别以不同浓度的分散液定容。超声10 min，以匀浆机混匀悬浮液，进行雾化测试。

雾化效率测试：将制备的分散液和悬浮液，在火焰原子吸收分光光度计上进行雾化效率的测试，用压缩空气喷雾装置，将测试液喷入雾化器，同时用以水作为液封的量筒收集雾化室中排出的废液，计算雾化效率为(V1-V2)/V1。其中，V1为进入雾化装置的试液的体积，V2为废液体积，单位mL，平行测试3次。

2.结果与讨论

2.1固体粉末悬浮液直接进样原子化方法

为了使粉末样品直接进入原子光谱仪器进行测定，以减少样品前处理的酸碱试剂。将经处理后的超细样品粉末分散在加有表面活性剂的水溶液中，形成悬浮液，利用气压喷雾装置将悬浮液吸喷入原子化系统，再进行光谱测定。在水溶液中利用表面活性剂的亲水和疏水基团与样品粉末作用，使样品粉末分散在水溶液中形成悬浮液，同时表面活性剂的加入会影响到溶液的表面张力以及喷雾时的雾化效率，因而需要对不同浓度的表面活性剂和形成的悬浮液以及雾化效率进行考察和优化选择。依据安全、高效、经济的原则，经过对多种表面活性剂制备的悬浮液的沉降和稳定性试验后，选择聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸三钠为分散剂，进一步做表面张力和雾化效率的探讨，表1为所考察的表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)，以考察CMC对雾化效率的关系和影响。

表1表面活性剂的临界胶束浓度CMC(26℃)