本發(fā)明屬于儀器分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種基于大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣的方法。
背景技術(shù)：
：大氣壓冷等離子體是一類由自由電子、正負(fù)離子以及中性分子組成的電中性的物質(zhì)狀態(tài)。冷等離子體具有的溫度屬于低溫范圍，但因其具有活性反應(yīng)成分和電磁電流特性，常被作為激發(fā)源和反應(yīng)介質(zhì)。作為反應(yīng)介質(zhì)的優(yōu)點是通過裝置類型、氣體種類、和反應(yīng)元素特性可以使樣品溶液發(fā)生基于等離子體化學(xué)原理的反應(yīng)，實現(xiàn)各種化學(xué)蒸氣的發(fā)生，這個過程通常被應(yīng)用于廢氣的處理，在分析化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較少。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種基于大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣的方法。本發(fā)明要求保護(hù)冷等離子體在元素分析中的應(yīng)用。本發(fā)明還要求保護(hù)產(chǎn)生化學(xué)蒸氣的方法。該方法包括如下步驟：將冷等離子體與待測溶液進(jìn)行反應(yīng)，即得到所述化學(xué)蒸氣。本發(fā)明同樣要求保護(hù)一種元素分析的方法。該方法包括如下步驟：按照前述方法產(chǎn)生化學(xué)蒸氣后，利用載氣吹掃所述化學(xué)蒸氣進(jìn)入元素分析儀器進(jìn)行檢測，檢測完畢即完成所述元素分析。上述應(yīng)用或方法中，所述冷等離子體由放電氣體進(jìn)行放電產(chǎn)生。所述放電氣體由介質(zhì)氣體和反應(yīng)氣體組成。其中，所述介質(zhì)氣體選自氦氣、氬氣、氖氣、空氣和氮氣中的至少一種。所述反應(yīng)氣體選自氫氣、甲烷和氨氣中的至少一種。所述放電在直流電場或交流電場中進(jìn)行；放電的方式為電暈放電、輝光放電或介質(zhì)阻擋放電。所述介質(zhì)氣體的流速為100ml/min～1000ml/min，具體可為200ml/min、400ml/min或500ml/min；所述反應(yīng)氣體的流速為100ml/min～1000ml/min，具體可為50ml/min、100ml/min或200ml/min；放電裝置的類型為平板型、筒型或針板型。放電的電極為金屬電極或非金屬電極；所述金屬電極具體為銅棒、銅線、銅箔、鋁箔、鐵棒、鐵絲、金絲或銀絲；所述非金屬電極具體為石墨、導(dǎo)電陶瓷、固體解質(zhì)、混合導(dǎo)體、超導(dǎo)陶瓷或?qū)щ姼叻肿硬牧希环烹婋姌O類型為雙電極或單電極；在直流電場中進(jìn)行時，直流電電壓為1000v～5000v；在交流電場中進(jìn)行時，交流電場的放電功率為1w～100w，具體可為10w。放電過程所需材質(zhì)為有機(jī)玻璃、石英玻璃、玻璃、陶瓷或聚四氟乙烯塑料。所述待測樣品溶液的狀態(tài)為霧狀、液膜狀或液滴狀；所述霧狀的霧化形式為微量霧化或超聲霧化；微量霧化可由毛細(xì)管微量霧化器獲得；超聲霧化可由壓電陶瓷片獲得；所述液膜狀為平板液膜；平板液膜可由傾斜玻璃板獲得。所述液滴狀為針狀液滴。所述載氣為氦氣、氬氣、氮氣或空氣；所述載氣的流速為50ml/min～1000ml/min。在所述放電步驟之前，在放電容器的內(nèi)壁涂覆或填充催化劑；涂覆的所述催化劑具體為甲酸、乙酸、kbh4、nabh4或lialh4；填充的所述催化劑具體為表面含有甲酸、乙酸、kbh4、nabh4或lialh4的硅膠顆?；蚶w維素顆粒。通過在放電器內(nèi)壁涂覆或填充催化劑，催化在冷等離子體中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時減少反應(yīng)物在器壁的吸附，提高化學(xué)蒸氣的反應(yīng)效率和傳輸效率，從而達(dá)到更低的檢出限。所述元素分析中，待測元素為在大氣壓冷等離子體中能生成化學(xué)蒸氣的元素；具體選自as(砷)、sb(銻)、bi(鉍)、pb(鉛)、sn(錫)、se(硒)、ge(鍺)、te(碲)、cd(鎘)、hg(汞)，au(金)、ag(銀)cu(銅)、fe(鐵)、co(鈷)、ni(鎳)、cr(鉻)和zn(鋅)中的至少一種。該方法可通過改變放電氣體種類得到不同元素的化學(xué)蒸氣。所述元素分析儀器具體可為原子熒光光譜儀、原子吸收光譜儀、原子發(fā)射光譜儀或電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。本發(fā)明提供了一種基于大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣的方法。此方法的實施過程是將惰性氣體、氮氣中的一種和氫氣、甲烷、空氣或者氨氣中的一種在直流或交流電場的作用下進(jìn)行電暈放電、輝光放電或者介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生冷等離子體，待測溶液以一定狀態(tài)進(jìn)入放電裝置的冷等離子體區(qū)域進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)，由載氣吹掃化學(xué)蒸氣進(jìn)入分析儀器進(jìn)行檢測。該方法中，冷等離子體可以產(chǎn)生活性氫粒子，其與待測物元素進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而形成含有元素簇的化學(xué)蒸氣。該方法產(chǎn)生的化學(xué)蒸氣大大簡化了傳統(tǒng)化學(xué)蒸氣發(fā)生方法需要的化學(xué)還原試劑和去除了隨之帶來的對待測元素的干擾，是一種新型高效綠色的分析儀器樣品引入方式。本發(fā)明提高了分析儀器進(jìn)樣技術(shù)的效率，拓展了分析儀器的使用范圍，為儀器小型化智能化提供了新的思路和方案。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。實施例1、大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣配合原子熒光光譜儀進(jìn)行汞(hg)和鎘(cd)的測定。首先將hg和cd標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000mg/l，國家鋼鐵測試材料中心)配制成8ng/ml、12ng/ml、14ng/ml、16ng/ml和20ng/ml的hg和cd標(biāo)準(zhǔn)使用液。將氦氣通入等離子體室中，控制其流量為400ml/min，交流電源的放電功率可為10w，樣品室中的氣體在交流電源的電場的作用下產(chǎn)生等離子體，形成放電區(qū)域；反應(yīng)氣體為氫氣，其流量為100ml/min，通入放電區(qū)域。將hg或cd標(biāo)準(zhǔn)使用液通過微量霧化或超聲霧化的方式從進(jìn)樣口引入到放電區(qū)域(該放電裝置的類型為介質(zhì)阻擋放電，電極為雙電極，材質(zhì)為石英)，瞬間形成化學(xué)蒸氣，其隨載氣氬氣進(jìn)入到原子熒光光譜儀進(jìn)行分析，其中，該原子熒光光譜儀的測試條件如表1所示。表1、本實施例中原子熒光光譜儀的測試條件此裝置結(jié)合原子熒光光譜儀可以靈敏的檢測樣品中的痕量hg和cd，檢出限見表2。表2、本實施例中hg和cd的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(n＝11)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線檢出限(ng/ml)hgy＝0.0179x+0.00132cdy＝0.0132x+0.09552實施例2、大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣配合原子熒光光譜儀進(jìn)行as(砷)、sb(銻)、bi(鉍)、pb(鉛)、sn(錫)、se(硒)、ge(鍺)、te(碲)的測定。首先將as(砷)、bi(鉍)、pb(鉛)、se(硒)、ge(鍺)、te(碲)的單個標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000mg/l，國家鋼鐵測試材料中心)和sb(銻)、sn(錫)(500mg/l，國家鋼鐵測試材料中心)分別配制成80ng/ml、100ng/ml、120ng/ml、140ng/ml和200ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液。將氦氣或氬氣和氫氣的混合氣通入放電區(qū)域中，控制氦氣或氬氣流量為500ml/min，氫氣流量為200ml/min，混合氣體在大氣壓條件下通過外接電源在放電區(qū)域產(chǎn)生冷等離子體，交流電源的放電功率為10w。將as、sb、bi、pb、sn、se、ge、te各標(biāo)準(zhǔn)溶液通過帶有半導(dǎo)體制冷的微量霧化或者超聲霧化方式進(jìn)入放電區(qū)域(該放電裝置的類型為介質(zhì)阻擋放電，電極為雙電極，材質(zhì)為石英)，瞬間形成各元素的化學(xué)蒸氣，其隨載氣氬氣進(jìn)入到原子熒光光譜儀進(jìn)行分析，其中，該原子熒光光譜儀的測試條件如表2所示。表3、本實施例中原子熒光光譜儀的測試條件表4、本實施例中as、sb、bi、pb、sn、se、ge、te的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(n＝11)此裝置結(jié)合原子熒光光譜儀可以靈敏的檢測樣品中的痕量as、sb、bi、pb、sn、se、ge、te，各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限見表4。表4、本實施例中as的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(n＝11)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線檢出限(ng/ml)asy＝0.0068x+0.819520biy＝0.1938x+0.030520tey＝0.0535x+0.021620pby＝0.2120x+0.073220sey＝0.9315x+0.013620gey＝0.1243x+0.039120sny＝0.0215x+0.392820sby＝0.1280x+0.430520實施例3、大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣配合原子熒光光譜儀進(jìn)行as的測定。首先將as標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000mg/l，國家鋼鐵測試材料中心)配制成80ng/ml、100ng/ml、120ng/ml、140ng/ml和200ng/ml的as標(biāo)準(zhǔn)使用液。將氦氣通入等離子體室中，控制其流量為500ml/min，交流電源的放電功率可為15w，樣品室中的氣體在交流電源的電場的作用下產(chǎn)生等離子體，形成放電區(qū)域；反應(yīng)氣體為氫氣，其流量為200ml/min，通入放電區(qū)域。將as標(biāo)準(zhǔn)使用液通過微量霧化的方式從進(jìn)樣口引入到放電區(qū)域，該放電裝置的類型為圓筒形介質(zhì)阻擋放電，電極為雙電極，材質(zhì)為石英，內(nèi)部涂覆kbh4)，瞬間形成化學(xué)蒸氣，其隨載氣氬氣進(jìn)入到原子熒光光譜儀進(jìn)行分析，其中，該原子熒光光譜儀的測試條件如表5所示。表5、本實施例中原子熒光光譜儀的測試條件此裝置結(jié)合原子熒光光譜儀可以靈敏的檢測樣品中的痕量as，檢出限見表6。表6、本實施例中as的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(n＝11)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線檢出限(ng/ml)asy＝0.0087x+0.625420實施例4、大氣壓冷等離子體誘導(dǎo)液體產(chǎn)生化學(xué)蒸氣配合原子熒光光譜儀進(jìn)行as的測定。首先將as標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000mg/l，國家鋼鐵測試材料中心)配制成80ng/ml、100ng/ml、120ng/ml、140ng/ml和200ng/ml的as標(biāo)準(zhǔn)使用液。將氦氣通入等離子體室中，控制其流量為500ml/min，交流電源的放電功率可為15w，樣品室中的氣體在交流電源的電場的作用下產(chǎn)生等離子體，形成放電區(qū)域；反應(yīng)氣體為氫氣，其流量為200ml/min，通入放電區(qū)域。將as標(biāo)準(zhǔn)使用液通過微量霧化的方式從進(jìn)樣口引入到放電區(qū)域，該放電裝置的類型為圓筒形介質(zhì)阻擋放電，電極為雙電極，材質(zhì)為石英，內(nèi)部填充表面含有kbh4硅膠顆粒)，瞬間形成化學(xué)蒸氣，其隨載氣氬氣進(jìn)入到原子熒光光譜儀進(jìn)行分析，其中，該原子熒光光譜儀的測試條件如表7所示。表7、本實施例中原子熒光光譜儀的測試條件此裝置結(jié)合原子熒光光譜儀可以靈敏的檢測樣品中的痕量as，檢出限見表8。表8、本實施例中as的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(n＝11)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線檢出限(ng/ml)asy＝0.0102x+0.987120當(dāng)前第1頁12