２０１６年增刊 分析仪器 ９ 便携液体阴极辉光放电光谱仪与火焰原子 吸收光谱法测定水中锂的比较 祖文川Ｉ 刘聪任敏汪雨 （北京市理化分析测试中心，北京１０００８９） 摘要：分别将自制便携液体阴极辉光放电光谱仪及火焰原子吸收光谱仪应用于水中锂的测定。优化条件 下，对两种方法工作曲线的线性、检出限、重复性等分析性能参数以及实际水样锂含量测定结果进行了比对测试。 结果表明：便携液体阴极辉光放电光谱仪对水中锂测定检出限可达到１０ ｇ／Ｌ，以５０ｇｇ／Ｌ标液７次连续测定相对 标准偏差考察本方法的精密度，结果小于５ 。便携液体阴极辉光放电光谱仪在易于实现野外测量的便携优势以 外，较之火焰原子吸收光谱法具有更为优异的检出性能。 关键词：便携液体阴极辉光放电光谱仪火焰原子吸收光谱法 水中锂 锂（Ｌｉ）作为一种轻金属，不仅用于传统的化 工、冶金、医药、制冷行业，还广泛用于新兴原子能、 新型电子材料、陶瓷材料等领域。因此，锂的需求 量日益增大。就锂元素在自然界存在状态而言，一 锂单元素标液（１０００ ｍｇ／Ｌ，国家钢铁材料测 试中心）； 实验用水为高纯去离子水（电阻率＞１８．２ ＭＱ・ｃｍ）。 方面，含锂固态矿石是其主要存在形式之一；另一 方面，一些油气田水、盐湖卤水及地下水等也含有 一所用玻璃仪器均经５ 的浸泡２４ ｈ以上， 并用高纯去离子水清洗干净。 定量的锂，成为液态锂矿ｌ＿】］。。锂也是矿泉水中重 标准使用液：采用国家钢铁材料测试中心的标 准储备溶液逐级稀释而成，酸度为１ （Ｖ／Ｖ）的硝 酸。其中，便携液体阴极辉光放电光谱仪锂标准使 用液浓度为３１．２５／￣ｇ／Ｉ 、６２．５０ ｇ／Ｌ、１２５．Ｏｐ．ｇ／ 要检测指标之一＿２］。因此，很有必要开展水中锂元 素测定方法的研究。 目前，火焰原子吸收光谱（Ｆ～ＡＡｓ）技术是水中 锂元素测定的主要方法＿３ ］。虽然该技术分析速度 快，稳定性好，但是同时火焰原子吸收光谱仪需要 Ｌ、２５０．Ｏ／￣ｇ／Ｌ、５００．０ ｇ／Ｌ；火焰原子吸收光谱法 锂标准使用液浓度为１００／，ｇ／Ｌ、２００１￣ｇ／Ｌ、３００ ／￣ｇ／Ｌ、４００／￣ｇ／Ｌ、５００／￣ｇ／Ｌ。 １．２样品处理 乙炔、空气等气体，很难实现便携化，因此不适用于 野外分析工作。本研究自制的液体阴极辉光放电 光谱仪则在保证锂的检出限、稳定性等分析性能 外，实现了仪器的便携化。 在水样中加入进行酸化处理，酸度控制在 １ （Ｖ／Ｖ）；对于干净水样可直接测定；对于浑 浊水样过ｏ．４５／￣ｍ水系滤膜后进样分析。 １．３仪器主要工作参数 １ 实验部分 １．１仪器与试剂 对便携液体阴极辉光放电光谱仪和火焰原子 吸收光谱仪进行系统的参数优化。优化条件下，便 携液体阴极辉光放电光谱仪工作参数如表１所示。 便携液体阴极辉光放电光谱仪（自制，配有 ＣＣＤ光纤光谱检测系统）； 原子吸收光谱仪（配有火焰原子化器）； （优级纯，北京化工厂）； 基金项目：北京市科技计划课题（Ｚ１６１１００００３０１６００８）、北京市财政资金支持项目（ＰＸＭ２０１６１７８３０５０００００８；ＰＸＭ２０１６１７８３０５０００００７） 作者简介：祖文川，１９８３年出生，博士，主要从事光谱分析研究工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｕｈｏｎｇｓｈｕａｉ＠１２６．ｃｏｍ。 １Ｏ 分析仪器 ２０１６年增刊 表１便携液体阴极辉光放电光谱仪工作参数 强度，绘制并拟合得到Ｌｉ标液的工作曲线；以２０次 空白溶液连续测定的标准偏差的３倍对应的Ｌｉ标 仪器工作参数 放电电压 （Ｖ） 设定值 液的浓度考察便携液体阴极辉光放电光谱仪的检 出限；对浓度为５０ ｇ．Ｌ 的锂标准溶液连续７次 测定的相对标准偏差考察本技术的稳定性与重复 性。并将上述分析性能测试结果与火焰原子吸收 电极间距 （ｍｍ） 光谱方法进行比对。结果见表２。 电解质 放电电流 （ｒｎＡ） １ ２．３样品测定结果 采用了便携大气压电解液阴极辉光放电光谱 ３５ 仪测试了４种水样的锂元素的浓度，并与火焰原子 吸收光谱技术进行了比较，结果表明：两种方法测 试结果一致性良好。 支持电解质流速 （ｍＬ・ｒａｉｎ一 ） ４ 发射波长 （ｎｍ） ６７０．８ 火焰原子吸收光谱仪工作参数如下： 检测波长：６７０．８ ｒｉｍ；空心阴极灯灯电流： ３ ｍＡ；乙炔流量：１．４ ｍＬ／ｍｉｎ； １００００ 原子化器高度：５ ｍｍ；光谱带宽：０．４ ｒｉｍ ２结果与讨论 ２．１液体阴极辉光放电发射光谱谱图 在优化的实验条件下，建立了便携大气压电解 液阴极辉光放电光谱仪测定水中锂元素的方法，于 ６７０．８ｎｍ发射波长下，获得的Ｌｉ元素的液体阴极辉 光放电原子发射光谱图，如图１所示。 ２．２方法性能参数 在优化条件下，分别采用便携液体阴极辉光放 ６ｏｏ ｅｏｏ ７ｏｏ 艘长（ｎｍ） 电光谱仪测定不同浓度梯度的Ｌｉ标准溶液的发射 图１ Ｌｉ元素的液体阴极辉光放电发射光谱图（６７０．８ ｎｍ１ 表２便携液体阴极辉光放电光谱仪锂元素分析性能及其与火焰原子吸收光谱法比较 注：火焰原子吸收光谱相对标准偏差基于１００／＊ｇ．Ｌ 标准溶液７次连续测定 ３结论 实验对便携液体阴极辉光放电光谱仪检测水 中锂含量的分析性能进行了考察，并同火焰原子吸 蓑茎 高、稳定性好、干扰较少等优点，并可以方便地应用 于野外测试。实际样品分析结果表明便携液体阴 ２０１６年增刊 分析仪器 １１ 极辉光放电光谱仪可以满足实际样品的分析，与火 焰原子吸收光谱法的分析结果一致性良好，证明分 析结果准确可靠。 参考文献 Ｅｌｉ杨红军，叶秀深，李冰，等．火焰原子吸收光谱法测定油 田水中的锂ＥＪ］．光谱学与光谱分析，２００９，２９（１）： ２６３—２６７． ［２］朱万明，万衍，杨志琼，等．火焰原子吸收光谱法测定 矿泉水中锂的方法改进与探讨［Ｊ］．中国卫生检验杂志， ２００８，１８（１１）：２３８５—２３８６． Ｅ３］张桂芹，孙建之，马培华，等．火焰原子吸收和发射光 谱法测定盐湖卤水的锂钠钙镁离子ＥＪ３．盐业与化工， ２００６，３６（１）：１０－１５． ［４］李萍，姚丽珠，吕振波．用原子吸收和火焰发射光谱法 测定矿泉水中锂［Ｊ］．抚顺石油学院学报，２００３，２３（１）： ２６—２８． Ｅｓ３杨淑清，竺柏康，王路辉．原子吸收光谱法测定浓海水 中的微量锂［Ｊ］．浙江海洋学院学报（自然科学版）， ２０１２，３１（２）：１５３—１５６．
