[发明专利]一种元素分析的测定方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于仪器分析技术领域，尤其是涉及一种用于元素测定时元素生成挥发物的方法和装置。使用该方法，可以使元素形成挥发物进行样品进入进而测定。

背景技术

元素测定被广泛应用在材料、食品、环境、农业、化工、地质与矿产等行业，属于分析检测行业的两大类别之一。各种样品中的元素含量定性与定量分析，早已经成为各个行业的眼睛，具有重大的意义。        

目前，对各个行业的样品中元素的检测，主要是使用原子光谱仪，具体包括原子吸收分光光度计（AAS）、原子荧光光度计（AFS）、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和电感耦合等离子质谱（ICP-MS）。

使用上述的原子光谱对有毒有害元素的测定，共同存在的不足之处是：这些仪器通常都只能测定水溶液样品，如果样品是固体样品，绝大部分则在测定前需要将样品进行消解使之变成水溶液，所谓的样品消解（或样品前处理）。这就使检测中存在下面缺点：

（1）样品消解时间太长，使整个检测速度变慢，满足不了日益增长的大量样品的检测需求。固体样品消解（样品前处理）占据了整个样品测定时间的60—70%：通常样品上仪器测定只需要几分钟到十几分钟，而在此之前的样品消解所需要的时间则不少于数个小时，有的样品前处理甚至花费的时间更长，需要比较昂贵的前处理设备。比如汞的消解就需要密闭微波消解仪。

（2）    样品消解通常要使用价格比较高的化学试剂，这又增加了分

析测试成本。目前固体样品消解使用的硝酸、盐酸、过氧化氢、硫酸、碳酸钠、硼砂、氢氧化钠等等试剂均需要纯度比较高的试剂。

（3）固体样品消解，要有一定量的各种酸被挥发排放到大气中，有废液被排放到生活污水中，这也增加了环境的污染。

化学蒸气发生(CVG)已经被广泛用于原子光谱（AA、ICP-AES、ICP-MS、AFS）的样品进入方法。比较常规的雾化进样方法（进样效率﹤10%），CVG进样明显的改善了进样效率，通常被认为是接近100%，因而改善了测定的灵敏度和检出限。已见报道的CVG方法主要包括（1）硼氢化钠（钾）与某些元素（As、Sb、Bi等）在酸性条件下反应生成气态的元素氢化物(HG)（参考文献1-4）；（2）在紫外光辐射下，某些小分子有机物(如甲酸盐等)和元素反应生成气态挥发物（参考文献5-7）。

然而，目前所有的CVG进样技术，无论是氢化发生还是甲酸紫外还原，均为液相条件下的反应，即待测样品均需要消解，这在检测时间和试剂成本上并没改进，只是提高了测定灵敏度和降低了检出限。因此，开发出原子光谱仪用的固体样品直接进样装置，不仅能够节省检测时间、降低测定成本、改善检出限，同时消除环境污染，是一个具有重要经济意义同时具有环境意义的重要课题。

最近，由本发明人提出的，利用有机物裂解时产生氢进而使该裂解氢直接和样品中的某些元素反应形成元素挥发物进行元素测定的发明专利已经被报道（CN103411892A）。然而，该发明存在下列缺点：（1）使用有机物做裂解释氢试剂，使分析测定时有机物干扰较大，裂解装置后面必须要接有复杂元素挥发物的净化装置；（2）使用的裂解加热装置是管式炉裂解器，由于管式炉裂解器加热速率慢（样品被加热后从室温升到裂解温度温度所需要的时间大于2秒），使元素挥发物在测定仪器上出峰拖尾严重，检测出的峰型不尖锐，使测定结果时间加长，准确度不好。

发明内容

为了克服上面专利存在的不足，本发明人对上面管式炉裂解装置进行了改进，结果发现，如果使用某些无机释氢试剂，如硫化氢钾、硫氢化钠、碘化氢、碘化铵等，同时使用大体积居里点裂解器进行元素挥发物裂解形成，具有意想不到的效果，该类试剂和装置不经能避免一些有机物的干扰，同时也能使裂解升温更加快速。根据本发明选用的试剂和设计的大体积居里点裂解装置来进行元素挥发物裂解生成，升温速率更快（从室温升到裂解温度所需时间只需要几十到几百毫秒），元素在检测仪器上的峰更尖锐，准确度更好。为实现此目的本发明公开了如下的技术内容：

一种元素分析的测定方法，其特征在于向待测样品中加入裂解时可释放氢的无机化合物使其与样品混合均匀，然后使该混合物在450℃-980℃温度下进行裂解，使元素形成挥发物被原子光谱仪测定；所述的裂解释放氢的无机化合物指的是：硫氢化钠、硫氢化钾、硫化铵、硫化氢氨、碘化铵、硫化氢或碘化氢；其中加入无机化合物的重量为样品重量的0.2-100倍。优选0.5—50倍。其中所测的元素指的是：砷、汞、锑、铋、硒、锗、锡、铅和碲。裂解时装填样品的坩埚或箔能装下2毫克到200毫克之间的样品重量。