中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

电感耦合等离子体发射光谱法测定膨润土中的交换性阳离子钙镁钾钠

段九存, 和振云, 李瑞仙, 巨力佩, 张旺强, 毛振才. 电感耦合等离子体发射光谱法测定膨润土中的交换性阳离子钙镁钾钠[J]. 岩矿测试, 2013, 32(2): 244-248.
引用本文: 段九存, 和振云, 李瑞仙, 巨力佩, 张旺强, 毛振才. 电感耦合等离子体发射光谱法测定膨润土中的交换性阳离子钙镁钾钠[J]. 岩矿测试, 2013, 32(2): 244-248.
Jiu-cun DUAN, Zhen-yun HE, Rui-xian LI, Li-pei JU, Wang-qiang ZHANG, Zhen-cai MAO. Determination of Exchangeable Cations of Ca, Mg, K and Na in Bentonite by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(2): 244-248.
Citation: Jiu-cun DUAN, Zhen-yun HE, Rui-xian LI, Li-pei JU, Wang-qiang ZHANG, Zhen-cai MAO. Determination of Exchangeable Cations of Ca, Mg, K and Na in Bentonite by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(2): 244-248.

电感耦合等离子体发射光谱法测定膨润土中的交换性阳离子钙镁钾钠

详细信息
    作者简介: 段九存,工程师,主要从事岩石矿物化学分析及方法研究工作。E-mail: duanjiucun1234@163.com
    通讯作者: 张旺强,高级工程师,主要从事岩石矿物化学分析及方法研究工作。E-mail: zwq-71@sohu.com
  • 中图分类号: O657.31

Determination of Exchangeable Cations of Ca, Mg, K and Na in Bentonite by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

More Information
  • 对膨润土交换性阳离子和阳离子交换容量的测试是评价膨润土矿的主要指标之一,传统的测定膨润土交换性阳离子通常采用原子吸收光谱法或容量法,操作手续复杂繁琐。本文用氯化铵-乙醇交换液交换出试样中的可交换性阳离子钙、镁、钾、钠,分取蒸至湿盐状,制备成盐酸介质的溶液,电感耦合等离子体发射光谱法测定。通过正交试验确定了最佳实验条件为交换1次,加入25 mL交换液,搅拌30 min,沉淀洗涤2次。分别选择315.887 nm、279.079 nm、766.490 nm、589.592 nm作为钙、镁、钾、钠的分析谱线,绘制的标准曲线中钾、钠的浓度在0~0.6 mmol/L,钙、镁的浓度在0~3.0 mmol/L呈良好的线性关系。方法检出限为0.012~0.048 mmol/100 g。经国家标准物质验证,测定值与标准值吻合,精密度为0.5%~2.5%(RSD,n=11),准确度为-6.1%~10%,加标回收率为97.0%~100.0%。本方法样品处理方法程序简单快速,分析重现性好,克服了传统分析方法测定手续繁琐、时间冗长且成本高等缺点,适用于批量样品的分析。
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  • 表 1  ICP-AES工作参数

    Table 1.  perating conditions of ICP-AES

    工作参数 技术参数 分析元素 分析波长
    λ/nm
    背景校正
    射频功率 1150 W Ca 315.887 左,右,自动
    雾化气流量 0.7 L/min Mg 279.079 左,右,自动
    辅助气流量 0.5 L/min K 766.490 左,右,自动
    观测方向和高度 垂直,12 mm Na 589.592 左,右,自动
    蠕动泵泵速 50 r/min
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    表 2  膨润土中交换性阳离子正交实验

    Table 2.  rthogonal experiment of exchangeable cation in bentonite

    条件 交换次数 搅拌时间
    t/min
    交换液加入量
    V/mL
    沉淀洗涤次数
    1 2 30 10 1
    2 2 50 10 2
    3 2 30 25 3
    4 2 50 25 4
    5 1 50 25 1
    6 1 30 25 2
    7 1 50 10 3
    8 1 30 10 4
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    表 3  交换性阳离子测定条件实验

    Table 3.  Optimization experiment of exchangeable cations


    E/(mol·100 g-1)
    Ca2+ Mg2+ Na+ K+
    测定
    均值
    RSD/% 测定
    均值
    RSD/% 测定
    均值
    RSD/% 测定
    均值
    RSD/%
    1 2.48 5.3 3.07 4.3 7.24 4.2 0.93 3.4
    2 2.50 4.2 2.58 6.4 6.46 4.8 1.18 3.6
    3 3.34 6.5 3.70 5.5 7.89 3.8 1.57 2.6
    4 3.53 2.2 3.95 1.2 8.57 1.0 1.63 2.2
    5 3.35 2.3 4.29 0.9 9.30 0.8 1.71 2.4
    6 3.77 1.8 4.37 0.6 9.38 0.4 1.71 0.8
    7 2.27 4.5 3.46 3.2 2.16 2.4 1.11 3.0
    8 2.63 7.1 2.83 4.1 6.47 3.0 1.11 3.8
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    表 4  酸度对测定结果的影响

    Table 4.  ffect of acidity on determination

    酸度/% E/(mmol·L-1)
    Ca2+ Mg2+ Na+ K+
    HCl HNO3 HCl HNO3 HCl HNO3 HCl HNO3
    0 0.342 0.345 0.338 0.345 0.055 0.059 0.078 0.081
    0.5 0.364 0.368 0.357 0.349 0.061 0.065 0.076 0.074
    1 0.367 0.371 0.384 0.394 0.064 0.061 0.085 0.081
    2 0.397 0.401 0.405 0.408 0.079 0.084 0.084 0.080
    5 0.403 0.405 0.408 0.397 0.078 0.076 0.082 0.084
    10 0.391 0.394 0.389 0.401 0.080 0.078 0.080 0.084
    15 0.397 0.389 0.402 0.406 0.082 0.080 0.084 0.079
    20 0.396 0.399 0.405 0.402 0.078 0.080 0.076 0.078
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    表 5  线性范围、相关系数和检出限

    Table 5.  Linear range,correlative coefficients and detection limits

    离子 线性范围
    cB/(mmol·L-1)
    相关系数 检出限/
    (mmol·100 g-1)
    Ca2+ 0.0~3.0 0.99998 0.036
    Mg2+ 0.0~3.0 0.99997 0.048
    K+ 0.0~0.6 0.99991 0.012
    Na+ 0.0~0.6 0.99986 0.024
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    表 6  方法精密度和准确度

    Table 6.  recision and accuracy tests of the method

    样品 测定元素 E/(mmol·100 g-1) RSD/% RE/%
    本法
    测定值
    标准值或
    AAS测定值
    GBW(E)
    070049
    Ca 1.76 1.80 2.3 -2.2
    Mg 0.43 0.40 1.5 7.5
    Na 0.11 0.10 0.6 10.0
    K 0.11 0.10 0.9 10.0
    GBW(E)
    070050
    Ca 46.9 47.1 2.2 -0.4
    Mg 7.28 7.34 1.3 -0.8
    Na 0.79 0.80 1.0 -1.3
    K 0.42 0.40 0.8 5.0
    GBW(E)
    070052
    Ca 24.0 24.4 2.5 -1.7
    Mg 0.83 0.79 1.2 5.1
    Na 48.5 48.5 2.0 0
    K 1.15 1.12 1.8 2.7
    样品1 Ca 3.70 3.94* 1.8 -6.1
    Mg 4.40 4.50* 1.2 -2.2
    Na 9.40 9.65* 1.0 -2.6
    K 1.90 1.90* 1.6 0
    样品2 Ca 1.76 1.80* 1.4 -2.2
    Mg 0.45 0.47* 0.8 -4.2
    Na 0.12 0.12* 0.5 0
    K 0.11 0.11* 0.7 0
    注:带*的数据为原子吸收光谱的测定值。
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    表 7  加标回收试验

    Table 7.  Recovery tests of the method

    样品 测定元素 n/mmol 回收率/%
    加标前
    测定值
    加标量 加标后
    测定值
    GBW(E)
    070049
    Ca 0.0035 0.02 0.0232 98.5
    Mg 0.0009 0.02 0.0206 98.5
    Na 0.0002 0.001 0.0012 100.0
    K 0.0002 0.001 0.0012 100.0
    GBW(E)
    070050
    Ca 0.0938 0.02 0.1133 97.5
    Mg 0.0146 0.02 0.0342 98.0
    Na 0.0016 0.001 0.0026 100.0
    K 0.0008 0.001 0.0018 100.0
    GBW(E)
    070052
    Ca 0.048 0.02 0.0677 98.5
    Mg 0.0017 0.02 0.0211 97.0
    Na 0.097 0.001 0.098 100.0
    K 0.0023 0.001 0.0033 100.0
    样品1 Ca 0.0024 0.02 0.0222 99.0
    Mg 0.0088 0.02 0.0284 98.0
    Na 0.0188 0.001 0.0198 100.0
    K 0.038 0.001 0.039 100.0
    样品2 Ca 0.0036 0.02 0.0235 99.5
    Mg 0.0009 0.02 0.0203 97.0
    Na 0.0002 0.001 0.0012 100.0
    K 0.0002 0.001 0.0012 100.0
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出版历程
收稿日期:  2011-10-13
录用日期:  2012-05-14

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