电感耦合等离子体发射光谱仪在分析化学领域应用广泛,能够对多种元素进行准确分析。下面将详细介绍其操作步骤。
在开启电感耦合等离子体发射光谱仪之前,一系列细致的准备工作必不可少,这关系到仪器后续能否正常运行以及分析结果的准确性。
首先,要检查氩气的储量。氩气是光谱仪运行的关键气体,为等离子体的形成提供必要条件。一般来说,氩气钢瓶内的压力应保持在一定范围内,比如当压力低于 2MPa 时,就需要及时更换氩气钢瓶,以避免因氩气不足导致等离子体不稳定,影响分析结果。
接着,检查循环水系统。循环水的作用是冷却仪器的关键部件,防止其因高温损坏。要确保循环水的水位在正常范围内,水质清澈无杂质。同时,检查循环水的温度,通常应控制在 20℃ - 25℃之间。例如,如果水温过高,可能会导致仪器的射频发生器过热,引发故障。
还要检查仪器的进样系统。进样系统包括蠕动泵、进样管等部件。检查蠕动泵的泵管是否安装正确,有无破损或老化现象。进样管要确保通畅,无堵塞物。可以用去离子水冲洗进样管,观察水流是否顺畅。
完成开机前的准备工作后,就可以进行仪器的开机操作了。
第一步,打开总电源开关。这是启动仪器的第一步,接通仪器的整体电源。等待仪器进行自检,自检过程中,仪器会对各个部件的状态进行检查,如检测电路是否正常、传感器是否工作等。自检时间一般在几分钟左右,期间仪器的显示屏会显示自检的进度和结果。
第二步,开启氩气阀门。缓慢打开氩气钢瓶的阀门,调节氩气的输出压力。通常,等离子气的压力要控制在 0.5 - 0.6MPa 之间,辅助气的压力控制在 0.2 - 0.3MPa 之间。压力调节要准确,过高或过低的压力都会影响等离子体的稳定性。
第三步,启动循环水系统。按下循环水系统的启动按钮,让循环水开始循环流动。观察循环水系统的压力和温度显示,确保其在正常范围内。
第四步,打开光谱仪的主机电源。等待主机启动完成,此时仪器的操作软件会自动加载。在软件加载过程中,要注意观察软件界面上的提示信息,确保没有错误提示。
样品的准备和进样是分析过程中的重要环节,直接影响分析结果的准确性。
样品准备方面,要根据样品的性质选择合适的前处理方法。对于固体样品,通常需要进行消解处理。例如,对于土壤样品,可以采用酸消解的方法,将土壤样品与一定比例的硝酸、盐酸等混合,在加热条件下进行消解,使样品中的元素溶解到溶液中。对于液体样品,要确保其均匀性和稳定性。如果样品中含有悬浮物,需要进行过滤处理。
进样操作时,将处理好的样品溶液放入进样杯中。调节蠕动泵的转速,一般转速控制在 30 - 60r/min 之间,使样品溶液以稳定的流速进入仪器。进样过程中,要注意观察进样管内的液体流动情况,确保无气泡进入,否则会影响分析结果的准确性。
为了保证分析结果的准确性,还需要准备标准样品。标准样品是已知元素含量的溶液,用于绘制标准曲线。根据分析元素的种类和含量范围,选择合适的标准样品浓度。例如,分析水中的铜、锌等元素时,可以选择浓度为 0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L 等不同浓度的标准样品。
在样品进样后,需要对仪器的参数进行设置,然后进行分析。
首先,设置波长。不同的元素在光谱中有特定的发射波长,要根据分析元素的种类选择合适的波长。例如,分析铁元素时,常用的波长为 238.2nm。可以通过仪器的操作软件,在波长列表中选择相应的波长。
接着,设置积分时间。积分时间是指仪器对样品信号进行采集的时间,积分时间越长,信号越稳定,但分析时间也会相应增加。一般根据样品的浓度和分析要求来设置积分时间,对于低浓度样品,可以适当延长积分时间,如设置为 10 - 20s。
然后,进行标准曲线的绘制。将不同浓度的标准样品依次进样,仪器会测量每个标准样品的信号强度。根据测量结果,在操作软件中绘制标准曲线。标准曲线的线性关系要良好,相关系数一般应大于 0.999。
最后,对样品进行分析。将处理好的样品进样,仪器会测量样品的信号强度,并根据标准曲线计算出样品中元素的含量。分析过程中,要注意观察仪器的运行状态和分析结果的稳定性。
分析完成后,需要进行关机操作,并对仪器进行维护。
关机操作时,首先停止进样,用去离子水冲洗进样系统,将进样管和雾化器中的样品残留清洗干净。一般冲洗时间为 5 - 10min。
然后,关闭等离子体。在操作软件中选择关闭等离子体的选项,等待等离子体熄灭。关闭等离子体后,继续让循环水系统运行一段时间,以确保仪器的关键部件得到充分冷却。
接着,关闭氩气阀门,停止循环水系统。最后,关闭光谱仪的主机电源和总电源开关。
仪器维护方面,定期清洁仪器的外部和内部部件。例如,用干净的布擦拭仪器的外壳,清除灰尘和污渍。定期更换进样管和泵管,防止因老化和磨损影响进样效果。同时,要定期对仪器进行校准和性能检测,确保仪器的准确性和稳定性。
总之,电感耦合等离子体发射光谱仪的操作需要严格按照步骤进行,做好开机前的准备、准确进行样品处理和进样、合理设置仪器参数、规范进行关机和维护,才能保证仪器的正常运行和分析结果的准确性。
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