用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法與流程
2023-05-14 03:22:01 1
本發明涉及物質分析技術領域，特別是用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法。
背景技術：
高純砷主要用來製備砷化鎵、砷鋁化鎵、砷化銦等半導體化合物及高純合金，在醫藥衛生、防腐、染料等領域有著越來越廣泛的應用，特別是砷化鎵，有著相當廣泛的應用。
目前國內高純砷中雜質元素的測定方法分別為用極譜法測定Se，孔雀綠分光光度法測定Sb，化學光譜法測定Co、Zn、Ag、Cu、Ca、AL、Ni、Cr、Pb、Fe等元素。以上方法制樣繁瑣，且檢測雜質元素不全。專利CN102072833A以ICP-MS法測定高純砷中雜質元素的制樣方法，該法通過將砷以三氧化二砷形式升華再將殘留雜質元素溶解，制樣，雖然程序簡單，但對操作設備有要求，且耗時過長。另外有文獻公開了一種以ICP-MS法測定高純砷中雜質元素的制樣方法，用砷與氯-氯化氫混合氣流反應生成三氯化砷，在120℃~130℃下揮發，剩餘固體雜質氯化物，用硝酸溶解制樣。該方法中很難控制砷的氧化程度，極易反應不充分或氧化生成五價砷化合物。
因此，亟需一種能夠克服上述缺點的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法。
技術實現要素：
為了克服上面所述缺點和不足，本發明提供了一種雜質檢測全面準確、制樣簡單、快速的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法。
本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，包括以下步驟：
步驟S1：取質量為m高純砷的待測樣品高純砷加入到特製容器中，加入混酸，升溫至90℃~100℃，加熱溶解；
步驟S2：待測樣品完全溶解後，加入還原劑還原，反應0.5h，升溫至120℃~130℃，保溫蒸發，蒸乾後剩餘固體殘留物用稀硝酸溶解，再用高純水定容到一定體積。
優選的，所述步驟S1中混酸為鹽酸-硝酸、鹽酸-氫溴酸中的一種或多種；所述鹽酸、硝酸、氫溴酸均為電子級試劑。
優選的，所述步驟S1中質量m高純砷的值為0.5g~1.0g。
優選的，所述混合酸加入體積與待測樣品質量m高純砷的比值為15ml~25ml:0.5g~1.0g。
優選的，所述混酸採用鹽酸-硝酸，所述鹽酸-硝酸中鹽酸與硝酸體積比為3:1。
優選的，所述混酸中可加入磷酸，抑制錫的揮發。
優選的，所述步驟S2中還原劑不含金屬離子；所述還原劑為鹽酸羥胺、硫脲、硫酸肼中的一種或多種。
優選的，所述步驟S2中加入還原劑的質量與待測樣品質量m高純砷的比值為6:1。
優選的，所述步驟S2中稀硝酸由質量濃度為65%~68%的電子級硝酸與高純水按體積比1:3配成。
優選的，所述步驟S1和步驟S2均在運行良好的通風櫥內進行。
本發明用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，先將高純砷樣品全部溶解後，再用不含金屬離子的還原劑將五價砷還原為三價砷，然後進行加熱，蒸發三氯化砷，剩餘殘留固體用稀硝酸溶解，定容至一定體積,用ICP-MS（電感耦合等離子質譜儀）測定雜質含量。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例對技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，包括以下步驟：
步驟S1：取質量為m高純砷的待測樣品高純砷加入到特製容器中，加入混酸，升溫至90℃~100℃，加熱溶解；
步驟S2：待測樣品完全溶解後，加入還原劑還原，反應0.5h，升溫至120℃~130℃，保溫蒸發，蒸乾後剩餘固體殘留物用稀硝酸溶解，再用高純水定容至一定體積。
根據本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，稱取的待測樣品砷的質量越多，溶解所用的時間越長，不利於快速高效的檢測，優選的，稱取的待測樣品高純砷的質量控制在0.5g~1.0g。此外，當待測樣品高純砷需測定樣品中雜質錫含量時，可以在混酸中加入磷酸，抑制錫的揮發。本發明為避免還原試劑引入外來雜質金屬離子，所採用的還原劑均不含金屬離子，所採用的還原劑為鹽酸羥胺、硫脲、硫酸肼中的一種或多種，其中，優選的，還原劑採用高純鹽酸羥胺。
根據本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，步驟S2中所述固體殘留物加稀硝酸溶解，稀硝酸的加入量視殘留物固體溶解的情況而定，直至殘留物完全溶解。因三氯化砷劇毒，所有步驟均需在通風運行良好的通風櫥內進行，特別是蒸發三氯化砷。本發明中蒸發的三氯化砷被導入到吸收液中吸收；其中，冷卻水、稀硝酸、溴水或過氧化氫溶液均可作為三氯化砷吸收液。本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，所用的混酸，均由電子級無機酸混合；電子級試劑為光學與電子學專用高純化學試劑，所以，本發明所用的電子級無機酸均是高純無機酸，其中電子級鹽酸質量濃度為31%，電子級硝酸質量濃度為65%~68%。根據本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，將定容後液用ICP-MS測定雜質元素含量，所測雜質元素包括：Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Th、U。本發明提供的用於測定高純砷中雜質含量的樣品的製備方法，制樣方法簡單快速，檢測元素全面，可徹底消除基體元素砷的影響。
實施例1。
a.稱量：稱取0.5g~1.0g待測樣品高純砷，並記錄質量，然後將樣品全部放入特製的聚四氟乙烯容器內。
b.溶解：向容器內加入5ml~6ml質量濃度為65%~68%的電子級硝酸和15ml~19ml質量濃度為31%的電子級鹽酸，升溫至100℃，溶解待測樣品。
c.蒸發三氯化砷：待測樣品全部溶解後，加入3g~6g超純鹽酸羥胺，保持溫度為90℃~100℃，反應0.5h後，升溫至120℃~130℃，繼續蒸發，直至蒸乾。
d.消解：配製稀硝酸，取1份質量濃度為65%~68%的電子級硝酸與3份高純水混合；待容器內溶液蒸乾，向剩餘的殘留固體中加入配製的稀硝酸，加熱溶液接近沸騰，直至殘留固體全部溶解。
e.定容：待溶液冷卻至室溫後，用高純水將溶液定容至100ml~250ml的容量瓶中作為待測液留存。
通過上述發明提供的制樣方法，得到定容後的待測液，取部分待測液用ICP-MS檢測，測出各雜質元素含量。
與現有技術相比，本發明避免了高純砷反應不充分或是反應生成五價砷，完全消除了基體元素砷的影響，制樣步驟簡單，幹擾影響因素少，耗時短，檢測全面，成本低。
儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的範圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。