電感耦合等離子體發射光譜儀在分析化學領域應用廣泛,能夠對多種元素進行準確分析。下面將詳細介紹其操作步驟。
在開啟電感耦合等離子體發射光譜儀之前,一系列細致的準備工作必不可少,這關系到儀器后續能否正常運行以及分析結果的準確性。
首先,要檢查氬氣的儲量。氬氣是光譜儀運行的關鍵氣體,為等離子體的形成提供必要條件。一般來說,氬氣鋼瓶內的壓力應保持在一定范圍內,比如當壓力低于 2MPa 時,就需要及時更換氬氣鋼瓶,以避免因氬氣不足導致等離子體不穩定,影響分析結果。
接著,檢查循環水系統。循環水的作用是冷卻儀器的關鍵部件,防止其因高溫損壞。要確保循環水的水位在正常范圍內,水質清澈無雜質。同時,檢查循環水的溫度,通常應控制在 20℃ - 25℃之間。例如,如果水溫過高,可能會導致儀器的射頻發生器過熱,引發故障。
還要檢查儀器的進樣系統。進樣系統包括蠕動泵、進樣管等部件。檢查蠕動泵的泵管是否安裝正確,有無破損或老化現象。進樣管要確保通暢,無堵塞物。可以用去離子水沖洗進樣管,觀察水流是否順暢。
完成開機前的準備工作后,就可以進行儀器的開機操作了。
第一步,打開總電源開關。這是啟動儀器的第一步,接通儀器的整體電源。等待儀器進行自檢,自檢過程中,儀器會對各個部件的狀態進行檢查,如檢測電路是否正常、傳感器是否工作等。自檢時間一般在幾分鐘左右,期間儀器的顯示屏會顯示自檢的進度和結果。
第二步,開啟氬氣閥門。緩慢打開氬氣鋼瓶的閥門,調節氬氣的輸出壓力。通常,等離子氣的壓力要控制在 0.5 - 0.6MPa 之間,輔助氣的壓力控制在 0.2 - 0.3MPa 之間。壓力調節要準確,過高或過低的壓力都會影響等離子體的穩定性。
第三步,啟動循環水系統。按下循環水系統的啟動按鈕,讓循環水開始循環流動。觀察循環水系統的壓力和溫度顯示,確保其在正常范圍內。
第四步,打開光譜儀的主機電源。等待主機啟動完成,此時儀器的操作軟件會自動加載。在軟件加載過程中,要注意觀察軟件界面上的提示信息,確保沒有錯誤提示。
樣品的準備和進樣是分析過程中的重要環節,直接影響分析結果的準確性。
樣品準備方面,要根據樣品的性質選擇合適的前處理方法。對于固體樣品,通常需要進行消解處理。例如,對于土壤樣品,可以采用酸消解的方法,將土壤樣品與一定比例的硝酸、鹽酸等混合,在加熱條件下進行消解,使樣品中的元素溶解到溶液中。對于液體樣品,要確保其均勻性和穩定性。如果樣品中含有懸浮物,需要進行過濾處理。
進樣操作時,將處理好的樣品溶液放入進樣杯中。調節蠕動泵的轉速,一般轉速控制在 30 - 60r/min 之間,使樣品溶液以穩定的流速進入儀器。進樣過程中,要注意觀察進樣管內的液體流動情況,確保無氣泡進入,否則會影響分析結果的準確性。
為了保證分析結果的準確性,還需要準備標準樣品。標準樣品是已知元素含量的溶液,用于繪制標準曲線。根據分析元素的種類和含量范圍,選擇合適的標準樣品濃度。例如,分析水中的銅、鋅等元素時,可以選擇濃度為 0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L 等不同濃度的標準樣品。
在樣品進樣后,需要對儀器的參數進行設置,然后進行分析。
首先,設置波長。不同的元素在光譜中有特定的發射波長,要根據分析元素的種類選擇合適的波長。例如,分析鐵元素時,常用的波長為 238.2nm。可以通過儀器的操作軟件,在波長列表中選擇相應的波長。
接著,設置積分時間。積分時間是指儀器對樣品信號進行采集的時間,積分時間越長,信號越穩定,但分析時間也會相應增加。一般根據樣品的濃度和分析要求來設置積分時間,對于低濃度樣品,可以適當延長積分時間,如設置為 10 - 20s。
然后,進行標準曲線的繪制。將不同濃度的標準樣品依次進樣,儀器會測量每個標準樣品的信號強度。根據測量結果,在操作軟件中繪制標準曲線。標準曲線的線性關系要良好,相關系數一般應大于 0.999。
最后,對樣品進行分析。將處理好的樣品進樣,儀器會測量樣品的信號強度,并根據標準曲線計算出樣品中元素的含量。分析過程中,要注意觀察儀器的運行狀態和分析結果的穩定性。
分析完成后,需要進行關機操作,并對儀器進行維護。
關機操作時,首先停止進樣,用去離子水沖洗進樣系統,將進樣管和霧化器中的樣品殘留清洗干凈。一般沖洗時間為 5 - 10min。
然后,關閉等離子體。在操作軟件中選擇關閉等離子體的選項,等待等離子體熄滅。關閉等離子體后,繼續讓循環水系統運行一段時間,以確保儀器的關鍵部件得到充分冷卻。
接著,關閉氬氣閥門,停止循環水系統。最后,關閉光譜儀的主機電源和總電源開關。
儀器維護方面,定期清潔儀器的外部和內部部件。例如,用干凈的布擦拭儀器的外殼,清除灰塵和污漬。定期更換進樣管和泵管,防止因老化和磨損影響進樣效果。同時,要定期對儀器進行校準和性能檢測,確保儀器的準確性和穩定性。
總之,電感耦合等離子體發射光譜儀的操作需要嚴格按照步驟進行,做好開機前的準備、準確進行樣品處理和進樣、合理設置儀器參數、規范進行關機和維護,才能保證儀器的正常運行和分析結果的準確性。
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