固体生物质燃料中砷的测定方法

1固体生物质燃料中砷的测定方法本文件规定了氢化物发生-原子荧光光谱法和氢化物发生-原子吸收法测定煤中砷的方法提要、试剂和材料、仪器设备、样品、试验步骤、结果计算和表述及方法的精密度。本文件适用于固体生物质燃料。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T21191原子荧光光谱仪GB/T21923固体生物质燃料检验通则GB/T26814微波消解装置GB/T28730固体生物质燃料样品制备方法JJG694原子吸收分光光度计3术语和定义GB/T21923界定的术语和定义适用于本文件。4方法提要固体生物质燃料经微波消解、湿法消解或艾氏剂混合灼烧法处理后，加入预还原剂进行预还原，用硼氢化钠作为还原剂，选择合适的仪器测定样品中砷的含量。5试剂和材料警告:硝酸具有强腐蚀性和强氧化性，操作时应佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣服，所有样品的预处理过程应在通风橱中进行。除非另有说明，在分析中均使用符合国家标准的分析纯及以上化学试剂，所用水为符合GB/T6682规定的三级水。5.1艾士卡试剂（以下简称艾氏剂）：市购或以2份质量的化学纯轻质氧化镁与1份质量的化学纯无水碳酸钠混合匀并研细至粒度小于0.2mm后，保存在密闭容器中。过氧化氢：优级纯。5.3硝酸：优级纯。5.4硫酸：优级纯。5.5高氯酸：优级纯。5.6盐酸：优级纯。25.7盐酸溶液：(1+1)(V1+V2)。水稀释至1L。5.10氢氧化钠溶液：5g/L。称取2.5g氢氧化钠溶于500mL水中。5.11氢氧化钠溶液：c(NaOH)＝6mol/L。称取48.0g氢氧化钠用少量水溶解后，稀释至200mL。5.12硫脲-抗坏血酸溶液：50g/L。称取硫脲5.0g和抗坏血酸5.0g，溶于100mL水中，使用前现配。5.13硼氢化钠溶液：10g/L。称取5.0g硼氢化钠溶于500mL氢氧化钠溶液(5.10)中，使用前现配。5.14碘化钾溶液：300g/L。将300.0g碘化钾溶于1L水中。5.15硫代硫酸钠溶液：饱和溶液。5.16砷标准储备液：100μg/mL。准确称取已在105℃~110℃下干燥约2h的优级纯三氧化二砷(不低于99.99%)0.1320g溶于2mL氢氧化钠溶液(5.11)中，加入约50mL水，待完全溶解后，再加2.5mL硫酸溶液(5.9)，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。砷标准储备液也可使用市售有证砷标准物质溶液。5.17砷标准中间溶液：10μg/mL。准确吸取砷标准储备溶液(5.16)10mL于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。5.18砷标准工作溶液：0.1μg/mL。准确吸取砷标准中间溶液(5.17)1mL于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。6仪器设备6.1微波消解仪：符合GB/T26814的规定。6.2原子荧光光谱仪或原子吸收分光光度计：配有氢化物发生器。6.3光源：波长为193.7nm的砷空心阴极灯或波长为193.7nm的砷无极放电灯。6.4电热板：带调温装置，温度可调节为150℃。6.5马弗炉：带温度控制装置，能在2h内从室温加热到(800±10)℃,通风良好。6.6分析天平：分度值0.1mg。7样品按照GB/T28730的规定制备一般分析试验固体生物质燃料样品。8试验步骤8.1样品溶液的制备8.1.1微波消解称取一般分析试验固体生物质燃料样品0.49g～0.51g(精确到0.0002g)于消解罐中，加入2mL过氧化氢(5.2)，静置1-5分钟后，加入8mL硝酸(5.3)，装入外罐，旋紧密封，放入微波消解仪中，设置适当的消解程序，在微波消解仪中进行消解。待罐内温度降至室温后在通风橱中取出，缓慢泄压放气，打开消解罐。用少量去离子水将消解罐中的试样溶液移入150mL三角瓶中，置于电热板上低温缓缓加热(温度不高于150℃)至白烟基本冒尽，溶液蒸至近干涸但不焦黑为止。取下三角瓶，冷却后加入10mL盐酸溶液(5.7)，用去离子水将锥形瓶中的试样移入100mL容量瓶中。38.1.2湿法消解称取一般分析试验固体生物质燃料样品0.99g~1.01g(精确到0.0002g)，置入200mL锥形瓶中。加硝酸(5.3)20mL，高氯酸(5.5)4mL，硫酸(5.4)1mL，摇匀后放置过夜，然后盖上长颈漏斗置于电热板上加热(温度不高于150℃)消解，持续蒸发消解至未有未分解物质或色泽几乎无色透明，消解赶酸至白烟散尽，冷却后加入10mL盐酸溶液(5.7)，转入100mL容量瓶中。8.1.3艾士卡法消解称取艾氏剂2.0g于瓷坩埚内，与粒度小于1mm的一般分析试验固体生物质燃料样品0.99g~1.01g(精确到0.0002g)，搅拌均匀，再均匀覆盖1.0g艾氏剂。半开马弗炉的炉门，将马弗炉由室温缓慢加热至500℃,恒温1h后升温至(800±10)℃加热3h，取出坩埚，冷却至室温。将已灼烧的样品搅碎并转移至盛有20mL~30mL热水的150mL烧杯中。向坩埚中加入5mL盐酸溶液(5.7)，使坩埚内的残存物溶解后倒入烧杯中。再用15mL盐酸溶液(5.7)分3次洗涤坩埚，洗液转移至烧杯中。搅拌溶液，待溶液冷却后将其转入100mL容量瓶中。8.2样品空白溶液的制备除不加固体生物质燃料样品外，制备方法同8.1。8.3标准系列溶液的制备取6个100mL容量瓶，用单刻度移液管分别加入砷标准工作溶液(5.18)0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL。8.4氢化物发生-原子荧光光谱法8.4.1试样的预还原将样品溶液(8.1)和样品空白溶液(8.2)中各加入20mL硫脲-抗坏血酸溶液(5.12)。标准系列溶液(8.3)中加入20mL硫脲-抗坏血酸溶液(5.12)和5mL盐酸(5.6)，用水稀释至刻度，摇匀后静置1h，待测。8.4.2仪器准备8.4.2.1原子荧光光谱仪工作参数确定按仪器说明书连接管路，调节光路，根据仪器的具体情况确定下述参数，将曲线最高点荧光值调节到1000-3000范围内的最佳工作状态：a)光电倍增管负高压；b)光源空心阴极灯电流；c)载气流量和屏蔽气流量。8.4.2.2氢化物发生工作条件的确定以盐酸溶液(5.8)为载液，硼氢化钠溶液(5.13)为还原剂，根据仪器说明书合理确定试液、载液和还原剂的进液量。8.4.3荧光强度测定按确定的仪器工作条件，测定标准系列溶液(8.3)中砷的荧光强度。8.4.4工作曲线的绘制4以标准系列溶液(8.3)中砷的质量(μg)为横坐标，相应的荧光强度为纵坐标，绘制工作曲线。8.4.5样品溶液的测定按8.4.1～8.4.4所述步骤进行荧光强度测定。从工作曲线(8.4.4)中查出样品溶液和样品空白溶液中砷的质量。8.5氢化物发生-原子吸收测定8.5.1试样的预还原将样品溶液(8.1)和样品空白溶液(8.2)中各加入5mL盐酸(5.6)和碘化钾溶液(5.14)5mL，标准系列溶液(8.3)中各加入10mL盐酸(5.6)和碘化钾溶液(5.14)5mL，于瓶中滴加饱和硫代硫酸钠溶液(5.15)至碘褪色，用水稀释至刻度，摇匀。8.5.2仪器准备按仪器说明书将氢化物发生器的原子化器正确安装到原子吸收分光光度计的燃烧器上，使其石英管位于燃烧器狭缝的正上方。调节燃烧器的上下、前后位置和转角，使石英管的轴心与原子吸收分光光度计的主光轴重合。连接好气路。8.5.2.1原子吸光分光光度计工作参数确定仪器参数选择如下：a)测量方式：吸收峰面积积分或峰高；b)火焰：空气-乙炔火焰；c)光源：砷空心阴极灯或砷无极放电灯，单色器波长193.7nm，根据仪器的具体情况将灯电流及狭缝宽度等参数，调到最佳工作状态。8.5.2.2氢化物发生工作条件的确定根据仪器说明书合理确定试液、载液和还原剂的进液量。8.5.3工作曲线的绘制以标准系列溶液(8.3)中砷的质量(μg)为横坐标，相应的原子吸收信号为纵坐标，绘制工作曲线。8.5.4样品溶液的测定按8.5.1～8.5.3所述步骤进行吸光度测定。从工作曲线(8.5.3)中查出样品溶液和样品空白溶液中砷的质量。9结果计算和表述9.1结果计算空气干燥基固体生物质燃料中砷的质量分数按下式计算：(Asad)=m(As)-m0(As)m式中：5ω(Asad)m(As)mm0(As)——空气干燥基固体生物质燃料样品中砷的含量，单位为微克每克(μg/g)；——从工作曲线上查得样品溶液中砷的质量，单位为微克(μg)；——空气干燥基一般分析固体生物质燃料样品的质量，单位为克(g)；——从工作曲线上查得样品空白溶液中砷的质量，单位为微克(μg)。9.2