基体改进剂

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在石墨炉原子吸收分析中,为了增加待测样品溶液基体的挥发性,或提高待测易挥发元素的稳定性,而在待测样品溶液中加入某种化学试剂,以允许提高灰化温度而消除或减小基体干扰,这种化学试剂称之为基体改进剂。
中文名
基体改进剂
外文名
matrix modifier
学    科
仪器分析
应    用
铅和镉等的测定

基体改进剂基本概念

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在石墨炉原子吸收分析中,为了增加待测样品溶液基体的挥发性,或提高待测易挥发元素的稳定性,而在待测样品溶液中加入某种化学试剂,以允许提高灰化温度而消除或减小基体干扰,这种化学试剂称之为基体改进剂 [1] 
其中,铅和镉的沸点较低,一般需要加基体改进剂。常用的基体改进剂有磷酸二氢铵、硝酸钯、硝酸镁。GB 5009.12-2017铅的测定中基改剂为:磷酸二氢铵-硝酸钯溶液:称取0.02g硝酸钯,加入少量硝酸溶液(1+9)溶解后,再加入2g磷酸二氢铵,溶解后用硝酸(5+95)(标液也是5%硝酸)定容至100ml,混匀。GB 5009.19-2014 铬的测定中基改剂为:20g/L磷酸二氢铵水溶液。

基体改进剂作用

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1、在测定基体复杂样品时提高灰化温度减少样品基体的存在;
2、避免待测元素在原子化阶段前损失,提高灵敏度;
3、为了获得更好的稳定性、重现性,消除双峰现象;
4、抑制电离干扰;
5、作为元素的释放剂。

基体改进剂常用改进剂

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基体改进剂的选择,并不仅是根据待测元素而定,还需要考虑基体主要成分等其他因素,不需要加时尽量不加,因为基体改进剂由于试剂不纯等因素会带来新的干扰、污染。基体改进剂的种类与用量的选择均是需要通过试验得出 [2] 
NH4H2PO4溶液(浓度为250g/L),是一种消除Cl干扰效果很好的基体改进剂,是测定Pb、Cd的首选,作用原理:在灰化阶段NH4H2PO4受热分解产生H2与Cl形成HCl挥发,同时形成还原性的氛围从而减少Pb、Cd与Cl形成氯化物损失。
Pd+Mg(NO3)2溶液(浓度为2000+2500mg/L)。作用机理:在干燥阶段Pd、Mg以氧化物的形式穿透到涂层下的石墨中。灰化阶段待测元素与Pd、Mg形成非常牢固的共价键使被测元素能够承受更高的灰化温度,原子化阶段被气化形成吸收峰。(注意的是Pd对铜和铊存在光谱干扰)。
Mg(NO3)2溶液,作为助灰剂减少元素的损失,一般与硝酸钯、氯化钯共同使用。可以单独使用的元素有:Al、B、Be、Co、Cr、Cs、Fe、Si、Zn。
Ni(NO3)2溶液(优级纯),对于稳定As、Se、Sb、Bi、Sn等低温元素有很好效果,缺点是Ni、Cu均是常测元素,长时间使用会污染石墨管、石墨锥。
抗坏血酸,热分解后产生碳和含碳的中间化合物,当温度介于970-1070K时活性中心显著,从而使石墨表面活化,增加去除化学吸附氯的作用,同时生成甲烷、氢气、一氧化碳、新生碳等还原性物质,形成降低挥发性元素的原子化起始温度,引起吸收信号的位移,降低背景干扰,提高灵敏度。
硫脲,可以与待测元素Sb、Bi、Cd、Cu、Ag生成络合物,在灰化阶段转变成硫化物,从而增加了待测元素的稳定性,降低了灰化损失,增加灵敏度。
其他有机改进剂: NH4NO3溶液(浓度为250g/L),Pd+1%(抗坏血酸)、Pd+1%(盐酸羟胺)、苦味酸、EDTA、草酸、酒石酸、蔗糖、乳酸、柠檬酸、组氨酸、丁氯二酸等 [3] 

基体改进剂改进的机理

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选择适当的无机试剂、有机试剂或活性气体作石墨炉原子吸收分析中的基体改进剂,可有效地消除干扰,提高灵敏度和改善精密度。但是,有关基体改进效应的机理方面的研究尚不多,尚无比较成熟的理论来解释众多的基体改进效应 [4]  。基体改进通过七条途径降低干扰:
(1)使基体形成易挥发的化合物——降低背景吸收。
(2)使基体形成难解离的化合物——避免分析元素形成易挥发难解离的卤化物,降低灰化损失和气相干扰。
(3)使分析元素形成易解离的化合物——避免形成热稳定碳化物,降低凝相干扰。
(4)使分析元素形成热稳定的化合物——避免分析元素的挥发,防止灰化损失。
(5)使分析元素形成热稳定的合金——避免分析元素的挥发,防止灰化损失。
(6)形成强还原性环境——改善原子化过程。
(7)改善基体的物理特性——防止分析元素被基体包藏,降低凝相干扰和气相干扰。
参考资料
  • 1.    张展霞,黄卓尔,李攻科,杨秀环. 石墨炉原子吸收法测定海水痕量元素中有机基体改进剂作用机理[J]. 分析测试通报,1991,(04):1-10.
  • 2.    谢志永. GFAAS中基体改进剂的应用进展[J]. 中山大发大发北京快3北京 快3大学 研究生学刊(自然科学版),1999,(01):77-85.
  • 3.    向艳,薛金花,马会会. 基体改进剂石墨炉原子吸收测定发镉的研究[J]. 应用化工,2010,39(10):1590-1593.
  • 4.    孙汉文. 石墨炉原子吸收基体改进效应机理的探讨[J]. 大发大发北京快3北京 快3河北 大发大发北京快3北京 快3大学 学报(自然科学版),1983,(02):50-56.
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