[发明专利]一种四氧化三钴中痕量硅的测定方法

说明书

本发明公开了一种四氧化三钴中痕量硅的测定方法。四氧化三钴样品经微波消解后，采用内标法校正基体干扰，用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样品中硅含量。试验证明，本发明样品处理仅需约1小时，大大缩短了测定时间，提高了工作效率，而且测定的硅含量结果准确度高，精密度好，能满足于四氧化三钴中痕量硅的测定，具有分析成本低、准确实用的特点。

技术领域

本发明属于一种金属氧化物成分测定方法，涉及四氧化三钴中痕量硅的测定方法。

背景技术

四氧化三钴是一种制备锂离子电池正极活性物质LiCoO₂的常见原料。为了保证制备得到的正极活性物质LiCoO₂符合一定的要求，在制备之前，需要对原料四氧化三钴进行非钴元素含量的测定，其中要求硅含量必须小于0.01％。在对四氧化三钴进行硅含量测试时，必须先将四氧化三钴溶解，配成溶液。现有方法釆用聚四氟乙烯烧杯电热板盐酸、氢氟酸溶样，由于四氧化三钴只能缓慢溶解于热盐酸中，一般溶解一个样品至少需要四个小时，而且四氧化三钴仍然不能完全溶解，溶液中会有一些残余物。仅溶解过程就要耗时四个小时，这严重影响了测试效率，也给原材料控制增添了很多压力；此外，无法实现待溶样品与外部作业环境完全隔离，导致粉尘、气体尘埃落入烧杯中溶解致使硅空白不稳定，硅含量过高现象相伴发生，影响了测试结果的精密度和准确度，降低了测试结果的参考价值。

目前国内对钴中硅含量的测定采用鉬蓝分光光度法(YS/T 281.3-2011)，即在pH1.0-1.5时，硅与钼酸铵形成硅钼黄杂多酸(显黄色)，此时测定灵敏度低，一般情况下，用抗坏血酸将其还原成蓝色络合物以提高测定灵敏度。但采用该方法测样存在两个严重缺陷：一是操作繁琐、耗时较长；还有就是试剂成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、快速、易操作的四氧化三钴中痕量硅的分析方法，解决原方法中溶解条件苛刻、溶解时间长，使得测试效率低的缺陷，以及分光比色操作过程繁杂，低含量硅的分析结果容易偏高的问题。

本发明的技术方案是：四氧化三钴中硅的测定方法，依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括试验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其清除、检出限、精密度、准确度、加标回收和标样数据验证情况，其中：

一、试验条件

1、仪器选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作试验仪器，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1300W,辅助气流量：0.2L/min，雾化气流量：0.80L/min，提升量：1.5mL/min。

2、分析谱线的选择：谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则：通过在同一条件下，同时测定含有一定钴基体的固定浓度硅标准溶液的各谱线的强度及对待测谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了硅的最佳分析谱线。

3、测定体系的酸度：由于样品中含有大量的钴盐，低酸度很容易引起钴盐析出而造成硅的包裹损失，酸度过高，硅的谱线发射强度受到抑制，灵敏度降低，故测定体系选择体积百分比为1-5％的盐酸介质。

二、样品处理

1、试样处理：称取2-3g(精确至0.0002g)研细的四氧化三钴试样，置于聚四氟乙烯材质的消解罐中，加入5-15mL浓盐酸，再逐滴加入约0.1-0.5mL40％氢氟酸，用少量水冲洗杯壁，把罐盖好，同步准备空白样品。

2、打开程序控制系统，设定功率、升温程序、恒温时间、冷却时间，启动微波消解仪。

3、消解程序结束后，待温度显示达到70℃以下则打开微波消解仪，取出消解罐。

4、加入5-15mL饱和硼酸溶液络合多余的氟离子，30-50℃条件下反应10-30min以充分络合多余的氟离子。

5、冷却至室温，转移到100mL聚四氟乙烯容量瓶中，加入钇作为内标溶液，稀释至刻度，摇匀。