(山东核电有限公司 山东烟台 265116)
摘要：电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定核电厂闭式水中的钼酸盐含量，经实验得仪器最佳工作条件：分析谱线为202.030 nm，射频功率为1300 W，观测高度为15mm，观测方向为径向。该条件下，仪器检出限为0.026 mg/L，方法检出限为0.078 mg/L，精密度为0.7 % --4.3 %，加标回收率为102.8%--103.5 %，本方法与钼酸盐分光光度计法分析结果基本一致，而且简便、危害性小，精密度及回收率较高，满足核电站闭式水系统样品的分析需求。
关键词：ICP-AES；钼酸盐
1.引言
为减缓二回路系统设备腐蚀，核电厂常在闭式水中添加钼酸盐作为缓蚀剂，钼酸盐的准确测定对有效控制设备腐蚀具有重要参考意义。目前，核电行业现行的钼酸盐检测方法多为分光光度法，该方法过程繁复，所需试剂配制复杂且具有一定毒性，测定线性范围窄，测量过程易受样品浊度和色度影响。本文采用ICP-AES测定闭式水中的钼酸盐含量，并对仪器最优工作条件进行了探讨，实验表明，此方法快捷简便、危害性小，精密度和准确度高，适于核电站闭式水样品的分析。
2.理论基础
被测样品在ICP仪炬管中变成气态原子，并使气态原子的外层电子激发至高能态。当处于激发态的气态原子从较高的能级跃迁到较低能级时，原子释放出多余的能量而发射出特征谱线。ICP仪光路系统对所产生的辐射经过摄谱仪器进行色散分光，按波长顺序进行记录，呈现出有规则的谱线图--光谱图。仪器根据光谱图进行定量分析。
3.实验仪器及试剂
Optima 8000 电感耦合等离子体发射光谱仪，电子天平（精确到0.01g）钼单元素国家标准溶液（有色金属及电子材料分析测试中心，1000 mg •L-1）；MoO42-标准溶液：取钼单元素溶液0，6，12，24，48，120g加至500mL量杯中，加入高纯水至400g，搅匀后转移至试剂瓶内，配制成浓度分别为0，25，50，100，200，500mg •L-1 的钼酸盐溶液（以MoO42- 计）；高纯氩气（99.99%以上），高纯水。
4. 结果与讨论
查阅文献[3-5]知，影响样品分析性能的关键因素是：分析谱线波长的选择和仪器工作条件参数的优化。
4.1.分析谱线的选择
分析谱线应灵敏度高、免受光谱干扰、具有较大线性范围。在ICP谱线库的Mo元素推荐谱线中，结合信噪比、强度值、检出限等参数，选择光谱干扰小，灵敏度高、峰形好的作为分析谱线。观察1mg • L-1 钼酸盐溶液在钼的三条谱线202.030，203.844，281.615 nm波长下的峰形及吸收强度，可知：溶液在281.615 nm 处几乎无吸收，在202.030 nm 处的吸收强度大于203.844 nm 处，且在203.844 nm 处峰形存在较多干扰。因此，最优分析谱线波长为202.030 nm。
4.2. 射频功率的选择
其他仪器参数不变，在射频功率1000，1100，1200，1300，1400，1500 W 时，测定1mg • L-1 钼酸盐溶液，发现溶液的光谱强度随功率增大而增大。由此可知，高功率可获得更大的光谱强度，但背景的光谱强度也会增大，使信背比降低，检出限增大；功率过低则会影响原子的蒸发、解离和谱线的发射强度。综合考虑，最优射频功率为1300W。
4.3.观测高度的选择
其他仪器参数不变，在观测高度12，13，14，15，16，17 mm时，测定1mg • L-1钼酸盐溶液，发现12-15mm，溶液的光谱强度逐渐增大，15- 17 mm，光谱强度逐渐减小。这可能是由于透过观测镜的谱线强度在减弱。因此，最优观测高度为15 mm。
4.4.观测方式的选择
其他仪器参数不变，对比轴向、径向两种观测方式下的峰形、强度、信背比、检出限，精密度和回收率，观察1 mg • L-1钼酸盐溶液的峰形和强度，结果表明峰形在轴向观测下的干扰大于径向，标准溶液和空白的强度显著大于径向，但径向观测下的信背比大于轴向，这说明轴向观测更易达到饱和，径向观测的检出能力更强。连续测定空白溶液，可知轴向观测下的检出限要小于径向，这与前面分析得出的径向观测下检出能力更强不太一致，可能是由于径向观测的空白强度要显著小于轴向观测，更易产生大的波动。
配制一系列不同浓度的钼酸盐溶液，在两种观测方式下连续测定，发现径向观测的相对标准偏差小于轴向，且在测定0.10 mg • L-1 钼酸盐溶液时，轴向观测的相对标准偏差大于5%，即径向观测的精密度优于轴向。
选取实际样品在两种观测方式下进行回收率实验，结果如表1所示，即径向观测的回收率优于轴向。综合考虑，最优观测方式为径向。
表1 不同观测方式下的回收率
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4.5.方法的比较
在ICP最佳工作条件下，对比ICP法与钼酸盐分光光度法测定的实际样品值，结果如表2所示，两种方法的测定结果基本一致，即ICP法测定闭式水中钼酸盐含量（0.2-1.0mg. L-1）具有一定的准确性和可行性。
表2 ICP法和钼分光光度法的比较
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5.结论
在ICP最佳工作条件下，建立测定闭式水中钼酸盐含量的方法。仪器检出限0.026mg • L-1，方法检出限为0.078mg • L-1，方法精密度和回收率良好，且测定值和实际值相吻合，分析结果与钼酸盐分光光度法基本一致，说明本方法适于实际样品分析。
参考文献：
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作者简介：吴玲玲（1990-02），女，汉族，籍贯：吉林长春，当前职务：化学工程师，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：核电厂化学
论文作者:吴玲玲,张辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
标签：钼酸论文; 溶液论文; 检出论文; 强度论文; 光谱论文; 回收率论文; 精密度论文; 《电力设备》2019年第20期论文;