[发明专利]一种低合金钢中痕量硒含量的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定低合金钢中痕量硒元素含量的方法，尤其是一种利用动态反应池(DRC)-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定低合金钢中痕量硒元素含量的方法，属于化学定量分析领域。

背景技术

硒元素具有改善钢的切削性能之作用，因此，易切削不锈钢、高速钢等钢中有时要加入少量的硒，同时硒在高硅钢中，可提高其电磁性能，在铸铁中可以促使形成共晶石墨组织，改善铸件的质量。近年来，随着钢铁材料的发展及硒在冶金工业中的应用，对微、痕量硒的准确快速测定提出了更高的要求。

硒的检测方法目前在国内多采用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、中子活化法、ICP-AES法、分光光度法和电化学分析方法等。这些方法都具有局限性和不同程度的缺陷，如原子吸收光谱法受Ag，Bi，Cu，As，Sb，Sn，Co，Ni，Pt，Mn等离子干扰严重；原子荧光光谱法因需要大量的分析样品，易感光减弱，时间长和不易自动化，被认为是一种过时的检测方法；中子活化法分析条件要求较高，同时分析设备复杂，价格昂贵，分析周期长；ICP-AES法灵敏度有限且重复性差。

20世纪80年代电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)的出现，为元素分析提供了一种新的、强有力的分析方法，该方法具有检出限低、灵敏度高、谱线简单以及能进行多元素同时分析等优点，被广泛应用于高纯物质、环境、生物、地质和食品等领域。在使用ICP-MS测量时，离子源中形成的同质异位素、双电荷离子、氩基离子、多原子离子都会对相同质量数的同位素测量产生或多或少的影响，对质量数小于80的元素干扰尤为明显。ICP-MS测量硒时的主要谱线干扰如表1所示：

表1硒同位素及其主要谱线干扰

Table 1Se isotopes and main spectral interferences

利用电感耦合等离子体质谱法测定痕量元素时消除或降低谱线干扰的方法一般采用膜去溶进样器、冷等离子体条件、提高仪器分辨率和碰撞/反应技术。20世纪90年代末期，碰撞/反应池ICP-MS的出现为解决谱线干扰问题提供了新的有效途径。如Chen等利用DRC-ICP-MS测量镍合金中的硒，样品的引入采用流动注射氢化物发生系统、氢化物发生技术可以克服⁶²Ni¹⁶O⁺对⁷⁸Se⁺的干扰，H₂作为反应气，消除了³⁸A⁴⁰Ar⁺的干扰，检测限为20ng·L^-1，测量结果的RSD＜6％；Niemel等使用六极杆碰撞室ICP-MS以He和7％H₂混合气、H₂、He作为碰撞气测定了苔藓中痕量硒。研究发现，对于硒的测量，CH₄是最有效的反应气，H₂对于消除⁴⁰Ar⁴⁰Ar⁺的作用较小，且可能造成⁷⁹Br¹H⁺和⁸¹Br¹H⁺对⁸⁰Se⁺和⁸²Se⁺的干扰。Nixon等比较了传统ICP-MS和DRC-ICP-MS测量血清和尿标准物质中的硒，以CH₄为反应气，10％乙醇、1％硝酸和0.5％Triton X-100为稀释液，镓、钇为内标。但该法存在的不足有：1)操作繁琐；2)线性回归相关系数不好，准确度不高；3)利用该方法对于低合金钢中痕量硒实际测定时结果总是偏高。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用电感耦合等离子体质谱仪准确快速测定低合金钢中痕量硒元素含量的方法，使用动态反应池技术和干扰校正方程消除硒元素测定过程中的谱线干扰，以高纯铁打底的基体匹配法克服基体效应，从而建立一种准确可靠的硒元素分析方法，满足冶金分析领域更加严格的痕量硒元素检测需要。