Id-icp-ms法燃油中硫含量的測試樣品制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于計量測試【技術領域】。采用對ID-ICP-MS測試無干擾的混合溶劑體系，溶解濃縮34S稀釋劑，與燃油樣品共同消解，保證ID-ICP-MS的測試準確性。本發(fā)明涉及的ID-ICP-MS法燃油中硫含量測試樣品制備方法，包括同位素稀釋劑配制和樣品消解過程：將濃縮34S稀釋劑常溫溶解在3:1～1:1環(huán)己烷和無水乙醇中；將34S同位素稀釋劑溶液與燃油混合樣品在HNO3/H2O2體系中微波消解、定容得到ID-ICP-MS法燃油中硫含量測試待測樣品。該方法條件溫和，樣品均勻性好，制備過程簡單，適用于燃油中硫含量的測試，特別適用于硫含量為5mg/kg~200mg/kg的燃油樣品。
【專利說明】ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利屬于計量測試【技術領域】，涉及同位素稀釋電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ID-1CP-MS)測量燃油中硫元素含量的前處理技術。
【背景技術】
[0002]同位素稀釋電感耦合等離子體質(zhì)譜法是國際計量學界公認的標準物質(zhì)的絕對定值方法之一，測量結果可以直接溯源到摩爾物質(zhì)基本量。
[0003]同位素稀釋電感耦合等離子體質(zhì)譜法是在樣品處理前，將被測元素的富集同位素(同位素稀釋劑)加入到樣品中，利用所加稀釋劑的量和同位素豐度比值變化的測定來計算樣品中元素含量，通過對元素同位素比值的精確測量達到對元素濃度的準確測定。
[0004]同位素稀釋質(zhì)譜法的一個主要誤差來源是由于加入的同位素稀釋劑與樣品混合不均勻，兩同位素在制備時產(chǎn)生選擇性的丟失而使比值測量不準確，因此研究同位素稀釋劑的加入方法是采用ID-1CP-MS測量燃油中硫元素含量的重要技術難題，為了便于稀釋劑和樣品混合均勻，要求稀釋劑和樣品均為液體狀態(tài)，因此需要先選擇合適的溶劑將同位素稀釋劑固體制備成稀釋劑溶液，再與樣品混合，并且保證溶劑不會對被測元素造成影響。
[0005]近幾十年來，國內(nèi)有不少采用ID-1CP-MS法測量元素含量的報道，但一般是針對金屬元素和稀土元素等，用來測量燃油燃料中硫元素含量的報道非常少，只有王軍、黃志丁等人開展了 ID-1CP-MS測定硫元素含量的研究?！峨姼旭詈系入x子體質(zhì)譜測定硫的方法研究》(黃志丁，2012年，北京華工大學碩士論文)中考察了各種ICP-MS法在測定硫元素含量上的優(yōu)劣，對于前處理部分，先將硫同位素稀釋劑溶于水進行消解制成消解液，再與樣品消解液混合，即兩步消解，過程較繁瑣。
[0006]硫的溶解性較差，不溶于水，微溶于乙醇、甲苯、環(huán)己烷、正辛烷等溶劑。乙醇或環(huán)己烷等單一溶劑溶解硫同位素稀釋劑時不能完全溶解，雖然加熱能增加溶解度，但效果并不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種ID-1CP-MS法測定燃油中硫元素含量的同位素稀釋劑溶液及測試樣品消解液的制備方法，解決同位素稀釋劑與燃油樣品混合不充分和消解過程繁瑣的問題。
[0008]本發(fā)明專利的目的是這樣實現(xiàn)的，采用對ID-1CP-MS測試無干擾的混合溶劑體系，溶解濃縮34S稀釋劑，制備同位素稀釋劑溶液，再將同位素稀釋劑溶液與燃油樣品共同消解，保證ID-1CP-MS的測試準確性。
[0009]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量測試樣品制備方法，包括同位素稀釋劑配制和樣品消解過程:
(I)同位素稀釋劑配制:常溫下將色譜純環(huán)己烷和無水乙醇按體積比混合3:1?1:1混勻；加入計量的濃縮34S稀釋劑粉末，常溫溶解得到34S同位素稀釋劑溶液；(2)樣品消解:將34S同位素稀釋劑溶液加入到燃油樣品中，混合均勻，用ΗΝ03/Η202消解體系微波消解、定容得到ID-1CP-MS法燃油中硫含量測試待測樣品。
[0010]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，包括同位素稀釋劑溶液配制和樣品消解過程:所述ΗΝ03/Η202消解體系為體積比為1: f 1: 1.5的68%~72%的硝酸與28%~32%的過氧化氫的混合體系。
[0011]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，包括同位素稀釋劑溶液配制和樣品消解過程:所述微波消解條件為150±5°C，恒溫60min ~70min。
[0012]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述34S同位素稀釋劑溶液的濃度介于150mg/kg~300mg/kg之間。
[0013]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述同位素稀釋劑溶液配制溫度介于18°C~26°C。
[0014]本發(fā)明涉及的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，條件溫和，樣品均勻性好，制備過程簡單，測試結果準確度高，適用于汽油、柴油、噴氣燃料以及煤油等燃油中硫含量的測試，特別適用于硫含量為5mg/kg~200mg/kg的燃油樣品。
[0015]【具體實施方式】
下面結合具體實施案例對本發(fā)明涉及的方法進行進一步描述，但是不作為本發(fā)明的內(nèi)容限制。
[0016]實施例一
ID-1CP-MS法測量93#汽油中硫含量
量取90ml環(huán)己烷和30ml無水乙醇倒于250ml燒杯中，混合均勻，準確稱量混合溶劑的質(zhì)量為94.115g。準確稱量14.277mg濃縮34S稀釋劑(美國Cambridge IsotopeLaboratories公司生產(chǎn)，富集度為98.8%),加入環(huán)己燒-無水乙醇體積比為3:1的混合溶劑中，環(huán)境溫度為18°C，攪拌15min溶液澄清透明，得到濃度為151.67mg/kg的34S同位素稀釋劑溶液。
[0017]取0.25g34S同位素稀釋劑溶液加入到0.15g93#汽油樣品中，倒入聚四氟乙烯消解罐，加入0.3ml的68%HN03和0.3ml的30%H202，放入微波消解儀中進行消解，消解程序為室溫經(jīng)60min升至145°C，恒溫60min，得到淡黃色澄清消解液，將消解液轉移至100mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度得到待測樣品，進行ID-1CP-MS測量，測量結果為180.64mg/kg,與ICP-AES法、紫外熒光法及X射線熒光法的測量結果相吻合。
[0018]實施例二
ID-1CP-MS法測量SRM2723a柴油標準物質(zhì)中硫含量
同位素稀釋劑溶液的配制:準確稱量24.638mg濃縮34S稀釋劑加入環(huán)己烷-無水乙醇體積比為2:1的混合溶劑中，環(huán)境溫度為21°C，用玻璃棒攪拌20min，可以觀察到溶液澄清透明，計算得34S同位素稀釋劑溶液的濃度為221.53mg/kg。
[0019]樣品消解:取1.0Og34S同位素稀釋劑溶液加入到0.05g柴油樣品中，倒入聚四氟乙烯消解罐中，加入70%HN030.3ml和32%H2020.38ml，放入微波消解儀中進行消解，消解程序為室溫經(jīng)60min升至150°C，恒溫65min，得到淡黃色澄清消解液，將消解液轉移至100mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，進行ID-1CP-MS測量，測量結果為10.5mg/kg，與標準值(11±1.I) mg/kg 相吻合。[0020]實施例三
ID-1CP-MS法測量3#噴氣燃料中硫含量
同位素稀釋劑溶液的配制:準確稱量31.520mg濃縮34S稀釋劑加入環(huán)己烷-無水乙醇體積比為1:1的混合溶劑中，環(huán)境溫度為26°C，用玻璃棒攪拌30min，可以觀察到溶液澄清透明，計算得34S同位素稀釋劑溶液的濃度為300.62mg/kg。
[0021]樣品消解:取0.82g34S同位素稀釋劑溶液加入到0.09g噴氣燃料樣品中，倒入聚四氟乙烯消解罐中，加入72%HN030.3ml和29%H2020.45ml，放入微波消解儀中進行消解，消解程序為室溫經(jīng)60min升至155°C，恒溫70min，得到淡黃色澄清消解液，將消解液轉移至IOOml容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，進行ID-1CP-MS測量，測量結果為98.58mg/kg，與ICP-AES法和紫外熒光法的測量結果相吻合。
[0022]實施例四
ID-1CP-MS法測量航空煤油中硫含量
同位素稀釋劑溶液的配制:準確稱量15.872mg濃縮34S稀釋劑加入環(huán)己烷-無水乙醇體積比為1.5:1的混合溶劑中，環(huán)境溫度為24°C，用玻璃棒攪拌26min，可以觀察到溶液澄清透明，計算得34S同位素稀釋劑溶液的濃度為150.75mg/kg。
[0023]樣品消解:取0.69g34S同位素稀釋劑溶液加入到0.1lg航空煤油樣品中，倒入聚四氟乙烯消解罐中，加入71%HN030.3ml和28%H2020.42ml，放入微波消解儀中進行消解，消解程序為室溫經(jīng)60min升至152°C，恒溫63min，得到淡黃色澄清消解液，將消解液轉移至IOOml容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，進行ID-1CP-MS測量，測量結果為65.84mg/kg，與ICP-AES法和X射線熒光法的測量結果相吻合。
【權利要求】
1.一種ID-1CP-MS法燃油中硫含量測試樣品制備方法，包括同位素稀釋劑配制和樣品消解過程: (1)同位素稀釋劑配制:常溫下將色譜純環(huán)己烷和無水乙醇按體積比混合3:1~1:1混勻；加入計量的濃縮34S稀釋劑粉末，常溫溶解得到34S同位素稀釋劑溶液； (2)樣品消解:將34S同位素稀釋劑溶液加入到燃油樣品中，混合均勻，用ΗΝ03/Η202消解體系微波消解、定容得到ID-1CP-MS法燃油中硫含量測試待測樣品。
2.根據(jù)權利要求1所述的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述HNO3/H2O2消解體系為體積比為1: f 1: 1.5的68%~72%的硝酸與28%~32%的過氧化氫的混合體系。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述微波消解條件為150±5°C，恒溫60min~70min。
4.根據(jù)權利要求1所述的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述34S同位素稀釋劑溶液的濃度介于150mg/kg~300mg/kg之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的ID-1CP-MS法燃油中硫含量的測試樣品制備方法，所述同位素稀釋劑溶液配制溫 度介于18°C~26°C。
【文檔編號】G01N27/62GK104006993SQ201410223668
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】王雪蓉, 魏莉萍, 孟祥艷, 周燕萍, 李峙澂, 劉運傳, 王康 申請人:中國兵器工業(yè)集團第五三研究所