核電研究中超痕量鋰離子的檢測(cè)
筆者之前一篇原創(chuàng)大賽文章分享了ppm級(jí)別的鋰離子的離子色譜檢測(cè)(核電),之后筆者測(cè)試了ppb級(jí)別的鋰離子濃度,以作為技術(shù)儲(chǔ)備。
與ppm級(jí)別的離子測(cè)試不同的是,ppb級(jí)別的離子測(cè)試屬于超痕量檢測(cè),有許多需要注意的點(diǎn),如果不注意就很可能引入污染,造成結(jié)果和真實(shí)值有很大的偏離。筆者在另一篇原創(chuàng)大賽文章中提到了怎么避免超痕量分析中的陷阱。
方法摘要:
本方法采用國(guó)產(chǎn)離子色譜儀,配備國(guó)產(chǎn)核心部件,包括抑制器、淋洗液發(fā)生器、PEEK泵、檢測(cè)器等,通過(guò)等度淋洗21分鐘以內(nèi)即完成鋰離子及其它陽(yáng)離子的洗脫,連續(xù)進(jìn)樣8次,鋰離子峰面積RSD為0.833%,0~2ppb線性相關(guān)系數(shù)0.9999。可以滿足水體系樣品中鋰離子檢測(cè)要求。
色譜條件:
離子色譜儀:RPIC-2017型離子色譜儀
色譜柱:CS12A(4×250mm)
淋洗液:10mM MSA等度淋洗
流速:1.0mL/min
抑制器:WLK-8C(4mm)免維護(hù)抑制器
檢測(cè)器:動(dòng)態(tài)量程電導(dǎo)檢測(cè)器
進(jìn)樣體積:200μL
溫度:30℃
空白溶液色譜曲線:
我們將空白進(jìn)樣,得到下圖這張譜圖,由此可見(jiàn),在大體積進(jìn)樣下,就算是超純水,也能檢出一些離子。這些離子可能是容器的器壁上溶出的離子。
空白譜圖與0.1ppb點(diǎn)鋰離子疊加
我們進(jìn)了一針?shù)囯x子溶液(濃度為0.1ppb)和上述空白譜圖做了疊加。能看出0.1ppb的鋰離子的信噪比很高,說(shuō)明儀器及方法的靈敏度較高。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
我們配制了含鋰離子分別為0.1 ppb,0.5 ppb,2 ppb,5 ppb,10 ppb的校準(zhǔn)溶液,其疊加譜圖如下:
根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。可知鋰離子在一定的濃度區(qū)間內(nèi)與電導(dǎo)信號(hào)呈較好的一次線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)不低于0.9990。
檢測(cè)離子及峰面積響應(yīng)值
STD0 | STD1 | STD2 | STD3 | STD4 | STD5 | ||||||
μg/L | μS*s | μg/L | μS*s | μg/L | μS*s | μg/L | μS*s | μg/L | μS*s | μg/L | μS*s |
0 | 0 | 0.1 | 0.081 | 0.5 | 0.415 | 2 | 1.792 | 5 | 4.564 | 10 | 9.273 |
重復(fù)性
在已知的色譜條件下連續(xù)進(jìn)樣8次含2.0μg/L Li+樣品,疊加色譜曲線如下圖所示:
2μg/L鋰離子的定量重復(fù)性(n=8)
峰面積(μS*s) | RSD/% | |||||||
1.771 | 1.772 | 1.770 | 1.776 | 1.771 | 1.776 | 1.778 | 1.814 | 0.833 |
峰高(μS) | RSD/% | |||||||
0.177 | 0.178 | 0.178 | 0.179 | 0.179 | 0.180 | 0.180 | 0.184 | 1.123 |
從表中可知,2μg/L鋰離子的定量重復(fù)性低于2.0%,說(shuō)明儀器具有較高的穩(wěn)定性。
基線噪聲與漂移
最后我們測(cè)試了儀器的基線噪聲及漂移,根據(jù)這些數(shù)據(jù),依據(jù)《JJG 823-2014 離子色譜儀檢定規(guī)程》確定了鋰離子的最小檢測(cè)濃度。
基線噪聲與漂移
最高點(diǎn)μS | 最低點(diǎn)μS | 結(jié)果μS | |
基線噪聲 | 0.25775 | 0.25715 | 0.0006 |
基線漂移 | 0.2584 | 0.2545 | 0.0039 |
最小檢測(cè)濃度
名稱(chēng) | 濃度μg/L | 峰高μS | 最小檢測(cè)濃度μg/L |
Li+ | 2 | 0.183 | 0.01311 |
總之,使用RPIC-2017型離子色譜儀測(cè)定純水基體中鋰離子,基線噪聲低,靈敏度高,線性、重現(xiàn)性較好。