[发明专利]高压消解ICP-MS法测定原油中稀土元素含量的方法

摘要

一种高压消解ICP-MS法测定原油中稀土元素含量的方法，属于一种用于检测原油中Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等16种稀土元素的化学检测方法，其在样品的高压消解处理过程中，首次运用ICP-OES法测定样品消解溶液中所含碳元素在193.027nm处波谱强度对消解程度进行判定，解决了原油高压消解法消解不完全而导致仪器的损耗及污染或因基体干扰较大而导致结果偏差较大的问题；在样品消解溶液的ICP-MS仪器测定中，使用在线加入内标溶液以及采取碰撞反应池技术消除干扰，优化了仪器工作条件，方法的检出限达到0.01μg/kg～0.7μg/kg之间，回收率在80.4％～105.2％之间，具有检出限低、快速、准确等优点，满足原油中各稀土元素检测的要求。

主权项

一种高压消解ICP MS法测定原油中稀土元素含量的方法，其特征在于该方法包括首先运用ICP OES法测定样品消解溶液中所含碳元素在193.027nm处波谱强度对消解程度进行判定；然后运用ICP MS法测定样品消解溶液中各稀土元素的含量；所述的ICP OES法测定样品消解溶液中所含碳元素在193.027nm处波谱强度对消解程度进行判定的步骤如下：(1)称取原油样品0.4g～0.5g置于100mL高压消解罐内，加入浓度70％硝酸8～14mL和浓度30％过氧化氢1～5mL制成样液，拧紧罐盖，然后将装有样液的高压消解罐放入鼓风干燥箱内；启动鼓风干燥箱，打开程序控制系统，设定鼓风干燥箱升温至190℃～195℃，恒温时间1～7h后关闭电源，自然冷却；结束后打开罐盖，将样液放置通风橱静置，至样液清澈，然后转移到25mL塑料容量瓶中，用超纯水定容至25mL，得到样品消解溶液；在另一100mL高压消解罐内直接加入浓度70％硝酸8～14mL和浓度30％过氧化氢1～5mL制成样液，拧紧罐盖，然后将装有样液的高压消解罐放入鼓风干燥箱内；启动鼓风干燥箱，打开程序控制系统，设定鼓风干燥箱升温至190℃～195℃，恒温时间1～7h后关闭电源，自然冷却；结束后打开罐盖，将样液放置通风橱静置，至样液清澈，然后转移到25mL塑料容量瓶中，用超纯水定容至25mL，得到空白消解溶液；(2)将依照步骤(1)得到的样品消解溶液运用电感耦合等离子体光谱仪，即ICP OES仪器测定样品消解溶液中所含碳元素在193.027nm处波谱强度，测得碳强度值，并确定样品消解程度；所述的ICP MS法测定样品消解溶液中各稀土元素含量的步骤如下：(3)配置标准工作溶液：分别称取浓度为1.0mg/mL的稀土元素Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Ho、Er、Tm、Yb和Lu标准储备溶液，从中各取出100uL的标准储备溶液置于100mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液稀释成浓度为1.0mg/L的标准溶液母液 1，再分别取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL和500uL的所述标准溶液母液 1分别置于10mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液分别稀释成标准工作溶液 1，获得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL和500uL的标准工作溶液 1中各元素的含量分别对应为0ug/L、1ug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L、50ug/L；称取稀土元素Tb标准储备溶液，从中取出100uL的Tb标准储备溶液置于100mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液稀释成浓度为1.0mg/L的标准溶液母液 2，再分别取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL和500uL的标准溶液母液 2分别置于10mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液分别稀释成标准工作溶液 2，获得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL和500uL的标准工作溶液 2中Tb元素的含量对应为0ug/L、1ug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L、50ug/L；(4)配置内标溶液：分别称取浓度为1.0mg/mL的稀土元素Ge和Tb标准储备溶液，从中各取出100uL的标准储备溶液置于100mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液稀释成浓度为1.0mg/L的内标溶液 1；称取浓度为1.0mg/mL的Rh标准储备溶液，从中取出100uL的Rh标准储备溶液置于100mL容量瓶中，用浓度5％硝酸溶液稀释成浓度为1.0mg/L的内标溶液 2；(5)将依照步骤(3)得到的标准工作溶液和依照步骤(1)得到的样品消解溶液进行测定：采用双蠕动泵进样体系引入内标溶液 1和内标溶液 2，用两支不同内径的泵管，以同样泵速依次将内标溶液 1和内标溶液 2分别与步骤(3)得到的标准工作溶液以及步骤(1)得到的样品消解溶液、空白消解溶液导入电感耦合等离子体质谱仪，即ICP MS仪器，在进入雾化器前混合，选择各元素最佳同位素进行测定；第一次测定在线加入内标溶液 1，选用72Ge为Sc和Y的内标元素、159Tb为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的内标元素，第二次测定在线加入内标溶液 2，选用103Rh作为第一次测定中的Tb的内标元素；先测定标准工作溶液 1和标准工作溶液 2，再根据标准工作溶液 1和标准工作溶液 2中各元素的已知含量和电感耦合等离子体质谱仪，即ICP MS仪器测定到的各元素响应值分别绘制各元素的标准工作曲线，然后测定样品消解溶液和空白消解溶液各元素的响应值，根据标准工作曲线计算得到空白消解溶液各元素的浓度值和样品消解溶液各元素的浓度值，根据下述公式计算原油中各稀土元素的含量Xn： X n = ( c 1 - c 0 ) × v m 式中：C1 样品消解溶液的浓度值C0 空白消解溶液的浓度值v 消解溶液定容量m 称取的原油样品量计算得到原油样品中各稀土元素Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Tb的含量。