用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，該裂解器其采用比裂解色譜具有更大體積的襯管和裝樣品的居里點(diǎn)裂解坩堝或居里點(diǎn)箔。該裂解裝置組成如下：該裂解器包括感應(yīng)加熱線圈1，石英反應(yīng)襯管2、反應(yīng)腔3、反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置4、載氣入口5、載氣出口6，樣品坩堝或箔7，樣品坩堝或箔承載用的托8、坩堝或箔承載用的支架9；其中坩堝或箔承載用的支架與密封塞連接桿；與常規(guī)的管式爐裂解裝置相比較，該居里點(diǎn)裂解裝置具有升溫速率快，元素?fù)]發(fā)物生成時(shí)間短、元素測(cè)定時(shí)光譜峰尖銳、環(huán)境溫度低、操作安全等優(yōu)點(diǎn)，更有利于元素的準(zhǔn)確測(cè)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于儀器分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代儀器分析的迅速發(fā)展，對(duì)元素的測(cè)定，原子光譜儀以其測(cè)定速度快、準(zhǔn)確度高及檢出限低等優(yōu)點(diǎn)起著越來(lái)越明顯的作用。原子光譜儀所使用的樣品進(jìn)入系統(tǒng)目前主要是氣動(dòng)霧化系統(tǒng)。氣動(dòng)霧化方法的重要缺點(diǎn)是樣品霧化效率太低，僅僅大約3?5%的含元素的樣品溶液真正被進(jìn)入到儀器原子(離子)化器中，至使儀器的靈敏度和檢出限受到限制。為了提高這些元素的靈敏度和降低檢出限，氣態(tài)進(jìn)樣技術(shù)也已經(jīng)被廣泛使用在原子光譜中。典型的氣態(tài)進(jìn)樣方法是氫化物進(jìn)樣法，是通過(guò)在線混合樣品和硼氫化鈉溶液，使易形成揮發(fā)性氫化物的元素(如砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鍺、鉛等)與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉溶液反應(yīng)，形成易揮發(fā)的元素氫化物被測(cè)定。比較常規(guī)的氣動(dòng)霧化方法，氣態(tài)進(jìn)樣有更高的效率，通常被認(rèn)為是100%，因此具有較高的測(cè)定靈敏度和檢出限。
[0003]目前，原子光譜測(cè)定元素時(shí)，無(wú)論是使用霧化進(jìn)樣還是使用氣態(tài)進(jìn)樣，絕大多數(shù)情況下均需要將待測(cè)樣品進(jìn)行消解(前處理)，這就使整個(gè)分析測(cè)試過(guò)程時(shí)間比較長(zhǎng)(樣品前處理時(shí)間通常占整個(gè)分析時(shí)間的50— 75%)，同時(shí)由于前處理時(shí)使用了化學(xué)試劑，使溶液的檢出限受影響，加大空白值而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度。再有，樣品前處理造成了環(huán)境污染，也增加了分析測(cè)試成本。
[0004]最近，由本實(shí)用新型人提出的，利用有機(jī)物裂解時(shí)產(chǎn)生氫進(jìn)而使該裂解氫直接和樣品中的某些元素反應(yīng)形成元素?fù)]發(fā)物進(jìn)行元素測(cè)定的發(fā)明專(zhuān)利已經(jīng)被報(bào)道(CN103411892A)。然而，該專(zhuān)利使用的裂解加熱裝置是管式爐裂解器，由于管式爐裂解器加熱速率慢(樣品被加熱后從室溫升到裂解溫度溫度所需要的時(shí)間大于2秒)，使元素?fù)]發(fā)物在測(cè)定儀器上出峰拖尾嚴(yán)重，檢測(cè)出的峰型不尖銳，使測(cè)定結(jié)果時(shí)間加長(zhǎng)，準(zhǔn)確度不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上面專(zhuān)利存在的不足，本實(shí)用新型人對(duì)上面管式爐裂解裝置進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果使用大體積居里點(diǎn)裂解器進(jìn)行元素?fù)]發(fā)物裂解形成，具有意想不到的效果。根據(jù)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大體積居里點(diǎn)裂解裝置來(lái)進(jìn)行元素?fù)]發(fā)物裂解生成，升溫速率更快(從室溫升到裂解溫度所需時(shí)間只需要幾十到幾百毫秒)，元素在檢測(cè)儀器上的峰更尖銳，準(zhǔn)確度更好。為實(shí)現(xiàn)此目的本實(shí)用新型公開(kāi)了如下的技術(shù)內(nèi)容:
[0006]一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于該裂解器包括感應(yīng)加熱線圈1，石英反應(yīng)襯管2、反應(yīng)腔3、反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置4、載氣入口
5、載氣出口 6，樣品坩堝或箔7，樣品坩堝或箔承載用的托8、坩堝或箔承載用的支架9，其中坩堝或箔承載用的支架與密封塞連接桿；樣品坩堝或箔受到來(lái)自感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生渦流使坩堝或箔快速升溫到居里點(diǎn)溫度，在此溫度下，樣品中的元素和釋氫試劑反應(yīng)生成元素?fù)]發(fā)物被測(cè)定，其中坩堝或箔承載用的支架與密封塞連接桿。
[0007]本實(shí)用新型所述的樣品坩堝或箔7由居里點(diǎn)溫度在450°C -980 °C (優(yōu)選500°C-800°C)的居里點(diǎn)材料組成，樣品受居里點(diǎn)材料加熱后從室溫升到居里點(diǎn)溫度所需要的時(shí)間小于I秒。優(yōu)選所需要的時(shí)間小于500毫秒，更優(yōu)選小于300毫秒。
[0008]本實(shí)用新型所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其中待測(cè)元素樣品直接或間接裝載在居里點(diǎn)熱解坩堝或包裹折疊的箔內(nèi)，間接裝載在居里點(diǎn)裂解坩堝內(nèi)。待測(cè)元素樣品間接裝載在居里點(diǎn)坩堝或包裹折疊的箔內(nèi)時(shí)，坩堝或箔接觸樣品的表面噴涂或襯有一層高分子聚合物或?qū)υ負(fù)]發(fā)物無(wú)分解作用的非金屬氧化物涂層；所述的坩堝或箔壁的厚度為0.05-1毫米。
[0009]其中高分子聚合物指的是聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇等高分子材料。對(duì)元素?fù)]發(fā)物無(wú)分解作用的非金屬氧化物涂層指的是二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁或氧化鋯。
[0010]本實(shí)用新型所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其中載氣進(jìn)入襯管和從襯管中被輸出時(shí)的開(kāi)口位置首選開(kāi)在襯管兩端的側(cè)面，樣品入口密封塞為娃橡膠密封塞。該居里點(diǎn)裂解器用于含氫材料的裂解，通過(guò)裂解產(chǎn)生的氫與樣品中的待測(cè)元素反應(yīng)，生成元素?fù)]發(fā)物被原子光譜儀測(cè)定。
[0011]下面是對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述:
[0012]本實(shí)用新型的居里點(diǎn)裂解器用于含氫材料的裂解，通過(guò)裂解產(chǎn)生的氫與樣品中的待測(cè)元素反應(yīng)，生成元素?fù)]發(fā)物被原子光譜儀測(cè)定。用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的高頻線圈(感應(yīng)加熱線圈I)的典型的電源頻率是600kHz，功率是48W — 200W。
[0013]待測(cè)元素樣品可直接或間接裝在居里點(diǎn)熱解坩堝或箔內(nèi)進(jìn)行裂解，其中直接裝是指居里點(diǎn)裂解坩堝或箔直接和樣品接觸，間接裝是指居里點(diǎn)坩堝或箔表面被涂上或襯上一層惰性隔離層，這樣將使居里點(diǎn)材料對(duì)產(chǎn)生的元素?fù)]發(fā)物沒(méi)有分解作用，使元素?fù)]發(fā)物生成效率更高。上面提及的坩堝或箔表面被涂上或襯上一層惰性隔離層是指:
[0014](I)通過(guò)向坩堝或箔內(nèi)表面噴涂含惰性非金屬材料的溶膠進(jìn)行隔離樣品與居里點(diǎn)材料的直接接觸，其惰性材料是指用二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、氧化鋯等對(duì)元素?fù)]發(fā)物不產(chǎn)生分解作用的非金屬氧化物；
[0015](2)通過(guò)向一個(gè)小型樣品袋中加入樣品，然后在將該裝有樣品的小袋子裝入坩堝或折疊好的箔中，去進(jìn)行居里點(diǎn)加熱裂解，這樣也可以避免樣品直接接觸居里點(diǎn)材料，使形成的元素?fù)]發(fā)物不被居里點(diǎn)材料分解。小型樣品袋材料組成是純凈的高分子聚合物膜、紙張等，為了達(dá)到非常好的隔離效果，高分子聚合物和紙張中可以均勻添加用二氧化硅、二氧
化鈦、三氧化二鋁、氧化鋯等非金屬細(xì)粉。
[0016]典型石英襯管內(nèi)徑尺寸是在I厘米到5厘米，長(zhǎng)度在15—40厘米。襯管的開(kāi)口可根據(jù)實(shí)際情況只設(shè)置一個(gè)端有開(kāi)口，也可兩端都有開(kāi)口。載氣進(jìn)入襯管和從襯管中被輸出時(shí)的開(kāi)口位置可有多種方法，首選開(kāi)在襯管兩端的側(cè)面。樣品入口密封塞應(yīng)選擇耐熱密封塞，首選硅橡膠密封塞。
[0017]在本實(shí)用新型中，由于稱(chēng)樣量一般在幾毫克到幾十毫克，因此要求使用的坩堝和卷包好后金屬箔具有較大的體積，因此要選用居里點(diǎn)溫度高于裂解溫度的居里點(diǎn)材料，這樣會(huì)克服裂解時(shí)的溫差。因此選用的居里點(diǎn)材料制成的樣品坩堝或箔的居里點(diǎn)溫度應(yīng)該在450 °C 至Ij 980 0C ο[0018]居里點(diǎn)磁性材料，優(yōu)選500°C到800°C的居里點(diǎn)磁性材料，這些居里點(diǎn)材料的組成可由有關(guān)文獻(xiàn)獲得。比如，當(dāng)使用純鐵制成的坩堝或箔使，其居里點(diǎn)溫度是770°C ;而當(dāng)使用鐵鎳比分別為30::70、40:60,49:51的鐵鎳合金時(shí)，其居里點(diǎn)溫度分別是610°C、590°C、510°C ;當(dāng)使用鎳鈷比為40:60的合金時(shí)，其居里點(diǎn)溫度為900°C。
[0019]為了使樣品有很快的升溫速率，因此，要求坩堝和金屬箔壁厚度盡量小。裝有樣品的坩堝或箔的壁的厚度最好在0.05毫米到I毫米之間。坩堝的尺寸最好滿(mǎn)足下列條件:當(dāng)50毫克待測(cè)樣品鋪滿(mǎn)在坩堝底部時(shí)，此時(shí)樣品厚度最好在0.05毫米到I毫米之間。通常在這種情況下，坩堝的尺寸在底部?jī)?nèi)徑為0.5厘米到I厘米之間，高度在0.2厘米到I厘米之間。更適合的坩堝的尺寸應(yīng)根據(jù)具體的待測(cè)樣品性質(zhì)而定。
[0020]與本實(shí)用新型對(duì)接的儀器是指原子光譜儀，具體的是原子熒光光度計(jì)，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)，電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)，電熱石英管原子吸收。
[0021]本實(shí)用新型的居里點(diǎn)裂解器最好要與一個(gè)或幾個(gè)凈化裝置聯(lián)用，以除去裂解中產(chǎn)生的有機(jī)物及細(xì)顆粒物的干擾，凈化裝置的設(shè)置及大小應(yīng)該使干擾物能被完全出去或不干擾待測(cè)元素的測(cè)定。
[0022]本實(shí)用新型的居里點(diǎn)裂解裝置適用于原子光譜測(cè)定元素時(shí)直接進(jìn)樣分析，即待測(cè)樣品不必經(jīng)過(guò)消解變成液體而直接測(cè)定。本實(shí)用新型裝置與目前已有的管式爐裂解器技術(shù)相比，樣品升溫裂解 速率得以極大的提高，因此元素在儀器上出峰更快，峰型更尖銳，使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確。具有新穎性和創(chuàng)造性。
[0023]本實(shí)用新型第一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0024]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)(感應(yīng)加熱線圈I)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率100W，頻率600kHz，線圈高度3.5厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑I厘米，長(zhǎng)度6厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。將5-20毫克大米粉樣品放入一個(gè)由純鐵制成的小坩堝(內(nèi)徑0.5厘米，高I厘米，壁和底部鐵皮厚度0.2毫米，為了減少金屬對(duì)元素?fù)]發(fā)物的分解，坩堝內(nèi)噴涂一層0.01毫米厚的二氧化硅溶膠)，為了防止樣品濺射，可以在樣品上面加蓋一個(gè)純鐵制成的箔(接觸樣品的面也噴涂一層0.01毫米厚的二氧化硅溶膠)。然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱，此時(shí)鐵坩堝居里點(diǎn)溫度為770V。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝管裝置(冷凝溫度_20°C )和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，元素砷、鎘、鉛、汞的揮發(fā)物被原子熒光檢測(cè)，為進(jìn)一步降低干擾，原子熒光檢測(cè)器前還可以安裝一個(gè)濾光片。
[0025]本實(shí)用新型第二個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0026]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率120W，頻率600kHz,線圈高度3厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑1.5厘米，長(zhǎng)度10厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。將6毫克蔬菜樣品放入一個(gè)由鐵鎳合金(鐵鎳比30:70，居里點(diǎn)溫度610°C)制成的小坩堝(內(nèi)徑0.5厘米，高0.6厘米，壁和底部鐵皮厚度0.05毫米，為了減少金屬對(duì)元素?fù)]發(fā)物的分解，坩堝內(nèi)襯一層含氧化鋁50%的聚乙烯薄膜，樣品放在聚乙烯薄膜袋中)，然后用鉗子將坩堝頂部坩堝壁夾至緊貼同時(shí)兩邊留有小縫隙(便于裂解產(chǎn)物揮發(fā)出)，使樣品更好的接觸居里點(diǎn)材料。將坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝器(冷凝溫度_25°C )和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，砷、汞、鉛、鎘和鉻元素?fù)]發(fā)物被電熱石英管原子吸收檢測(cè)。
[0027]本實(shí)用新型第三個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0028]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率80W，頻率600kHz，線圈高度2厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑I厘米，長(zhǎng)度10厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。將2毫克涂料粉末樣品放入一張鐵鎳合金箔上面(合金箔組成是:鐵鎳比40:60，居里點(diǎn)溫度590°C，箔的長(zhǎng)寬及厚度分別為3厘米、1.5厘米和50微米；為了減少金屬對(duì)元素?fù)]發(fā)物的分解，箔內(nèi)表面噴涂一層厚度0.02毫米的氫氧化鋁溶膠)，將裝有樣品的箔折疊使樣品被包裹住(參見(jiàn)裂解氣相色譜部分)，然后包有樣品的折疊箔放在樣品托上，放入石英管中。打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷冷凝裝置(冷凝溫度-20°C)和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，鎘、鉻的元素?fù)]發(fā)物被ICP-MS 檢測(cè)。
[0029]本實(shí)用新型第四個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0030]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率100W，頻率600kHz,線圈高度3厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑1.5厘米，長(zhǎng)度12厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。將5-20毫克載金活性炭樣品放入一個(gè)由鈷鐵合金(鈷鐵比50:50，居里點(diǎn)溫度980°C)制成的小坩堝(內(nèi)徑
0.3厘米，高0.6厘米，壁和底部鐵皮厚度0.6毫米)，為了減少金屬對(duì)元素?fù)]發(fā)物的分解，坩堝內(nèi)噴涂一層0.01毫米厚的二氧化硅溶膠)，為了防止樣品濺射，可以在樣品上面加蓋一個(gè)純鐵制成的箔(接觸樣品的面也噴涂一層0.01毫米厚的二氧化硅溶膠)。然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，250毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷裝置冷凝的冷凝器(冷凝溫度+2°C)和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，元素金的揮發(fā)物被電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜ICP-AES檢測(cè)。
[0031]本實(shí)用新型第五個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0032]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率150W，頻率600kHz,線圈高度3厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑2厘米，長(zhǎng)度10厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1。將10毫克土壤樣品放入一個(gè)由純鐵(居里點(diǎn)溫度770°c)制成的小坩堝(內(nèi)徑0.5厘米，高0.5厘米，壁和底部鐵皮厚度I毫米，為了減少金屬對(duì)元素?fù)]發(fā)物的分解，坩堝內(nèi)表面噴涂一層厚度0.02毫米的二氧化硅溶膠)，然后向土壤樣品中加入50%甲酸鈉0.1毫升，10%硫脲0.1毫升，混勻。為了防止樣品濺射，可以在樣品上面加蓋一個(gè)純鐵制成的箔(內(nèi)表面也噴涂一層厚度0.02毫米的二氧化硅溶膠)并壓緊樣品。然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷裝置冷凝的冷凝器(冷凝溫度-30°C)和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，砷元素?fù)]發(fā)物被原子熒光光度計(jì)檢測(cè)。
[0033]本實(shí)用新型第六個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例為:
[0034]使用一個(gè)用高頻線圈感應(yīng)加熱的居里點(diǎn)裂解爐，高頻線圈功率150W，頻率600kHz,線圈高度3厘米。線圈中插入一個(gè)內(nèi)徑2厘米，長(zhǎng)度10厘米的石英管，石英管上部側(cè)面有一個(gè)氬氣入口，下面有一個(gè)載氣出口，詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)說(shuō)明書(shū)圖1。將一片由純金屬鈷(或鈷鐵含量均為50%合金、或鎳鈷含量分別為40%和60%的鎳鈷合金)制成的厚度為I毫米的金屬片放在坩堝托上面，使之間接加熱托上面石英坩堝中的樣品。石英坩堝內(nèi)徑0.5厘米，高I厘米。將10毫克土壤(事先混有10%甲酸鈉和I滴鹽酸)或有機(jī)基質(zhì)樣品放入石英坩堝里面并平鋪均勻，然后樣品上面再壓上另一個(gè)鐵箔(鐵箔內(nèi)表面噴涂一層厚度0.02毫米的二氧化硅溶膠)。將坩堝放入坩堝托上，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷裝置冷凝的冷凝器(冷凝溫度+1°C)和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，元素銅鉛鋅鎘鎳的揮發(fā)物被ICP-MS檢測(cè)。
[0035]本實(shí)用新型公開(kāi)的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器與目前已有的管式爐裂解技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0036](I)目前已有的技術(shù)(CN103411892A)使用管式爐加熱，主要是靠熱傳導(dǎo)，所以樣品加熱速率慢，通常升到裂解時(shí)所需要的溫度在2— 6秒之間，因此元素?fù)]發(fā)物形成的比較慢，持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，測(cè)定時(shí)峰型不尖銳，定量誤差大。而本實(shí)用新型使用感應(yīng)加熱，居里點(diǎn)材料升溫速率快(0.1秒-0.2秒)，元素?fù)]發(fā)物測(cè)定時(shí)峰型尖銳，定量誤差小。
[0037](2)目前已有的的管式爐裂解技術(shù)，溫度控制需要熱電偶，因此控制時(shí)溫度波動(dòng)范圍比較大，不容易精確控制，因此測(cè)定精度不好。而本實(shí)用新型使用居里點(diǎn)材料是靠感應(yīng)加熱，當(dāng)溫度達(dá)到居里點(diǎn)溫度時(shí)，立即停止加熱，因此裂解溫度能夠準(zhǔn)確控制，測(cè)量精度高。
[0038](3)管式爐升溫降溫比較慢，不利于快速開(kāi)機(jī)測(cè)定和關(guān)機(jī)結(jié)束測(cè)定，同時(shí)比較耗能。而本實(shí)用新型能克服上面的不足。
[0039]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0040]圖1為本實(shí)用新型的裂解裝置示意圖:其中:
[0041]1.感應(yīng)加熱線圈；2.石英反應(yīng)襯管；3.反應(yīng)腔；4.反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置；5.載氣入口 ；6.載氣出口 ；7.樣品坩堝或箔；8.樣品坩堝或箔承載用的托；9.坩堝或箔承載用的支架。
[0042]【具體實(shí)施方式】:
[0043]以下是幾個(gè)最佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，闡述了本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)。雖然本實(shí)用新型只通過(guò)幾種形式進(jìn)行了披露，但對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的是:與本實(shí)用新型中的零件的形狀、大小、和布置相關(guān)的修改、增減和刪除，均屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求中闡述的核心發(fā)明范圍。因此，當(dāng)試圖通過(guò)在此的傳授內(nèi)容建議下的其它改變或?qū)嵤┓椒淙朐诖怂綑?quán)利要求的范圍之內(nèi)時(shí)，均屬于本實(shí)用新型權(quán)利范疇。
[0044]實(shí)施例1:
[0045]一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，包括感應(yīng)加熱線圈1，石英反應(yīng)襯管2、反應(yīng)腔3、反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置4、載氣入口 5、載氣出口 6，樣品坩堝7 (優(yōu)選500°C _800°C)，樣品坩堝載用的托8、坩堝載用的支架9 ;其中坩堝或箔承載用的支架與密封塞連接桿；樣品受居里點(diǎn)材料加熱后從室溫升到居里點(diǎn)溫度所需要的時(shí)間小于小于500毫秒。待測(cè)元素樣品直接裝載在居里點(diǎn)熱解坩堝內(nèi)。待測(cè)元素樣品間接裝載在居里點(diǎn)坩堝時(shí)，坩堝樣品的表面噴涂一層高分子聚合物；所述的坩堝壁的厚度為0.08-1毫米。其中高分子聚合物指的聚乙烯，聚丙烯，聚乙烯醇等。
[0046]載氣進(jìn)入襯管和從襯管中被輸出時(shí)的開(kāi)口位置首選開(kāi)在襯管兩端的側(cè)面，樣品入口密封塞為硅橡膠密封塞。該居里點(diǎn)裂解器用于含氫材料的裂解，通過(guò)裂解產(chǎn)生的氫與樣品中的待測(cè)元素反應(yīng)，生成元素?fù)]發(fā)物被原子光譜儀測(cè)定。
[0047]實(shí)施例2
[0048]一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，包括感應(yīng)加熱線圈1，石英反應(yīng)襯管2、反應(yīng)腔3、反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置4、載氣入口 5、載氣出口 6，箔7，樣品箔承載用的托8、箔承載用的支架9，其中箔承載用的支架與密封塞連接桿。
[0049]本實(shí)用新型所述的樣品坩堝或箔由居里點(diǎn)溫度在980°C的居里點(diǎn)材料組成，樣品受居里點(diǎn)材料加熱后從室溫升到居里點(diǎn)溫度所需要的時(shí)間小于300毫秒。
[0050]本實(shí)用新型所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其中待測(cè)元素樣品直接或間接裝載在居里點(diǎn)熱解包裹折疊的箔內(nèi)，間接裝載在居里點(diǎn)裂解坩堝內(nèi)。待測(cè)元素樣品間接裝載在居里點(diǎn)包裹折疊的箔內(nèi)時(shí)，箔接觸樣品的表面噴涂對(duì)元素?fù)]發(fā)物無(wú)分解作用的非金屬氧化物涂層；所述的箔壁的厚度為0.08毫米。對(duì)元素?fù)]發(fā)物無(wú)分解作用的非金屬氧化物涂層指的是二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁或氧化鋯。
[0051]本實(shí)用新型所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其中載氣進(jìn)入襯管和從襯管中被輸出時(shí)的開(kāi)口位置首選開(kāi)在襯管兩端的側(cè)面，樣品入口密封塞為娃橡膠密封塞。該居里點(diǎn)裂解器用于含氫材料的裂解，通過(guò)裂解產(chǎn)生的氫與樣品中的待測(cè)元素反應(yīng)，生成元素?fù)]發(fā)物被原子光譜儀測(cè)定。
[0052]實(shí)施例3
[0053]大米中砷含量分析
[0054]使用優(yōu)選實(shí)施例一中所述的裝置進(jìn)行大米粉中含砷量的測(cè)定。準(zhǔn)確稱(chēng)取4毫克大米粉樣品于鐵坩堝中，然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱，此時(shí)鐵坩堝居里點(diǎn)溫度為770°C。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝管裝置(冷凝溫度_20°C )和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，大米粉中的元素砷的揮發(fā)物被原子熒光檢測(cè)(原子熒光原子化器與一氫氣發(fā)生生成量450毫升/分鐘的氫氣發(fā)生器相連接，以便提供氫源用于原子化器正常著火)。按照外標(biāo)法測(cè)定大米中砷的含量，同時(shí)使用另一稻米標(biāo)樣(GBW(E)080684)做外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定砷的含量為300ppb。而使用正常硝酸一高氯酸法消解樣品后用氫化物發(fā)生的無(wú)色散原子熒光法測(cè)得樣品中砷的結(jié)果為315ppb，可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0055]實(shí)施例4:
[0056]蔬菜中鉛含量分析
[0057]使用優(yōu)選實(shí)施例二中所述的裝置進(jìn)行蔬菜中鉛含量的測(cè)定。準(zhǔn)確稱(chēng)取10毫克蔬菜樣品于鐵鎳合金小坩堝中，樣品上面再壓上一個(gè)鐵箔(箔內(nèi)表面噴涂一層厚度0.02毫米的二氧化硅溶膠)，然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝管裝置(冷凝溫度_20°C)和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，樣品中的元素鉛的揮發(fā)物被原子熒光檢測(cè)(原子熒光原子化器與一氫氣發(fā)生生成量450毫升/分鐘的氫氣發(fā)生器相連接，以便提供氫源用于原子化器正常著火)。按照外標(biāo)法測(cè)定蔬菜中鉛的含量，同時(shí)使用另一蔬菜標(biāo)樣做外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定鉛的含量為leoppb。而使用正常硝酸一高氯酸法消解樣品后用電熱石英管原子吸收分光光度計(jì)測(cè)得樣品中鉛的結(jié)果為170ppb，可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0058]實(shí)施例5:
[0059]涂料粉末中鎘和鉻含量分析
[0060]使用優(yōu)選實(shí)施例三中所述的裝置進(jìn)行涂料中鎘和鉻含量的測(cè)定。使用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量，結(jié)果分別為52ppb和68ppb，該測(cè)定結(jié)果與事先消解方法測(cè)定結(jié)果相同，可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0061]實(shí)施例6:
[0062]活性碳中金含量分析
[0063]在20毫克吸附金的活性碳中添加并吸附0.2毫升10%的甲酸鈉溶液，然后使用優(yōu)選實(shí)施例四中的居里點(diǎn)裂解器進(jìn)行金的裂解實(shí)驗(yàn)。裂解出的金的揮發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝管裝置(冷凝溫度2°C )和一個(gè)石英棉過(guò)濾層凈化后，樣品中元素金的揮發(fā)物被原子熒光檢測(cè)(原子熒光原子化器與一氫氣發(fā)生生成量350毫升/分鐘的氫氣發(fā)生器相連接，以便提供氫源用于原子化器正常著火)。按照外標(biāo)法測(cè)定金的含量，測(cè)定鉛的含量為lOppb。而使用正常王水消解樣品后用ICP-MS法測(cè)得樣品中金的結(jié)果為9.2ppb,可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0064]實(shí)施例7:
[0065]水中砷的測(cè)定
[0066]使用優(yōu)選實(shí)施例一中所述的裝置進(jìn)行水中含砷量的測(cè)定。準(zhǔn)確吸取0.1毫升水樣樣于鐵坩堝中(鐵坩堝中事先襯有一個(gè)含二氧化硅50%的聚乙烯薄膜，水樣放在聚乙烯薄膜袋中)，然后向水樣中加入50%的甲酸鈉0.1毫升，10%硫脲0.1毫升。樣品上面再壓上一個(gè)鐵箔(箔內(nèi)表面噴涂一層厚度0.02毫米的二氧化硅溶膠)，然后坩堝放入石英管中，打開(kāi)高頻線圈電源進(jìn)行感應(yīng)加熱，此時(shí)鐵坩堝居里點(diǎn)溫度為770°C。裂解出的元素?fù)]發(fā)物和有機(jī)物被載氣(氬氣，300毫升/分鐘)載著經(jīng)過(guò)一個(gè)三級(jí)半導(dǎo)體制冷的冷凝管裝置(冷凝溫度-20°C)凈化后，水中的元素砷的揮發(fā)物被原子熒光檢測(cè)(原子熒光原子化器與一氫氣發(fā)生生成量450毫升/分鐘的氫氣發(fā)生器相連接，以便提供氫源用于原子化器正常著火)。按照外標(biāo)法測(cè)定水中砷的含量，測(cè)定砷的含量為70ppb。而使用正常硼氫化鈉氫化物進(jìn)樣法的無(wú)色散原子熒光法測(cè)得樣品中砷的結(jié)果為72ppb，可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0067]實(shí)施例8:
[0068]土壤中的鋅鎘鉛銅鎳的測(cè)定
[0069]使用優(yōu)選實(shí)施例六中所述的裝置進(jìn)行土壤中鋅鎘鉛銅鎳的含量的測(cè)定。使用標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行外表法定量，結(jié)果顯示，上述五個(gè)元素測(cè)定結(jié)果與常規(guī)的混合酸消解方法測(cè)定結(jié)果相同，可見(jiàn)本方法與傳統(tǒng)方法有很好的吻合。
[0070]實(shí)施例9:
[0071]對(duì)比試驗(yàn)
[0072]以?xún)?yōu)選實(shí)施例一為例，分別使用本實(shí)用新型裝置(居里點(diǎn)裂解器)與專(zhuān)利(CN103411892A)提出的管式爐裂解器測(cè)定同一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(大米，GBff (E) 080684)中的砷含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于該裂解器包括感應(yīng)加熱線圈(1)，石英反應(yīng)襯管(2)、反應(yīng)腔(3)、反應(yīng)管密封塞及樣品托一體化裝置(4)、載氣入口(5)、載氣出口(6)，樣品坩堝或箔(7)，樣品坩堝或箔承載用的托(8)、坩堝或箔承載用的支架(9);其中坩堝或箔承載用的支架與密封塞連接桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于樣品坩堝或箔(7)由居里點(diǎn)溫度在450°C -980°C的居里點(diǎn)材料組成。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于樣品坩堝或箔(7)由居里點(diǎn)溫度500°C -800°C的居里點(diǎn)材料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于所述的坩堝或箔壁的厚度為0.05-1毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于元素測(cè)定時(shí)元素生成揮發(fā)物的居里點(diǎn)裂解器，其特征在于載氣進(jìn)入襯管和從襯管中被輸出時(shí)的開(kāi)口位置首選開(kāi)在襯管兩端的側(cè)面，樣品入口密封塞為硅橡膠密封塞。
【文檔編號(hào)】G01N1/44GK203745277SQ201420043316
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】段旭川 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)