微波消解的優(yōu)點(diǎn)是高溫高壓下反應(yīng),樣品消解**,弊端是使用前需要注意將管子清洗干凈,否則容易殘留。
比如前輩遇到過一次實(shí)驗(yàn),樣品中汞元素含量奇高,造成消解管很大的汞殘留,直到連續(xù)做了5批消解,才把汞殘留清洗干凈,所以每次做樣需要注意監(jiān)控樣品中某些高含量的元素,對于下次測樣的準(zhǔn)確性也至關(guān)重要。
泡10~20%的硝酸過夜或空蒸是清洗消解罐的兩種方法,可以選擇任意一種。
但前輩也試過兩種結(jié)合的方法,過夜泡酸,第二天來了空蒸,對于樣品量不多又想追求干凈的人來說,這樣不耽誤事兒又放心。
消解流程,各廠家各型號(hào)基本上大同小異,只是有些以溫度,有些以功率作為指標(biāo)。消解開始后,隨著功率的升高,消解管內(nèi)溫度升高,同時(shí)壓力也逐步提高。
消解方法里可設(shè)置最大允許溫度及壓力,溫度或壓力至限定值后,儀器會(huì)自動(dòng)降功率,防止管子爆裂。
消解管需要對稱放置,我們使用的可以放4、8、10和16個(gè)罐子,1號(hào)位蓋子固定帶壓力傳感器,1號(hào)管子需要作為樣品消解管,以獲得樣品實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),真實(shí)反映消解管內(nèi)的情況,一般不作為空白樣品實(shí)驗(yàn)罐,因?yàn)榭瞻坠薜膲毫囟戎狄话銜?huì)小于樣品罐。
長期使用,消解管外壁會(huì)有少量的鹽析出,雖然是外壁,也需要定期清洗維護(hù),避免影響使用。
需要擴(kuò)口的消解管唇封要注意保存好,使用時(shí)唇口向上放置,避免唇口因撞擊,蠻力造成變形,變形后會(huì)影響蓋子的密封性,影響消解效果。
遇到過學(xué)生把唇封壓壞的情況,視程度不同,有些壓壞地厲害了直接就廢掉,得花錢再買新的了,有些只是一點(diǎn)點(diǎn)變形,可以試著用擴(kuò)口工具及時(shí)擴(kuò)一下口,有望糾正回來的話,恭喜你又省錢了。
工程師培訓(xùn)時(shí),也著重說過預(yù)消解和趕酸,有配套的石墨消解管爐敞口進(jìn)行,不過從目前做過的很多樣品,如植物、土壤、煤粉、材料等來看,不進(jìn)行這兩個(gè)步驟,也可以順利完成消解,達(dá)到測試要求,同時(shí)也為了防止一些低沸點(diǎn)元素的損失,砷、汞等,取消預(yù)消解步驟和趕酸的步驟。
稱量樣品一般選擇0.1~0.2g(純有機(jī)合成材料樣品,5mg以內(nèi)),加入6mL濃硝酸進(jìn)行消解,如果含有高濃度硅質(zhì)元素,一般需加入氫氟酸,目前樣品消解時(shí),最高溫度可達(dá)到160~200攝氏度,沒有遇到到壓力超限防爆膜破損的情況。
對接后期的ICP-MS測試,酸濃度要求低于5%,取消預(yù)消解和趕酸,定容體積選擇100mL能滿足酸度要求,但100mL體積相對比較大,造成了樣品的稀釋,對高濃度元素的測定一般不會(huì)有太大影響,對于一些含量極低的重金屬元素,未必都可以達(dá)到檢出限。
這時(shí)可以通過勤清洗儀器,降低儀器檢出限,來盡量達(dá)到測試目的??傊?,功夫要不費(fèi)在前處理,趕酸后可以適當(dāng)減小定容體積,如10mL,要么費(fèi)在儀器清洗,達(dá)到這兩點(diǎn),才能有理想的數(shù)據(jù)結(jié)果。
如果這兩點(diǎn)都做到了,后期數(shù)據(jù)處理會(huì)比較順利。反之,結(jié)果不好,得各種懷疑找原因。
再對接后期的ICP-MS測試,有機(jī)物含量需要低于10%,如果微波消解*的話,一般可以達(dá)到這個(gè)要求,但我也遇到過一些其他情況。
不如一次測樣,進(jìn)樣時(shí)等離子體熄火,懷疑樣品中有機(jī)碳的含量高,因測試者數(shù)據(jù)要的比較急,所以我想著能不能對有機(jī)碳進(jìn)行一個(gè)快速消解去除,取了有機(jī)樣品1mL,加了1mL濃硝酸,把EP管蓋子蓋緊,想著讓它倆反應(yīng)一會(huì)兒,結(jié)果。。。
EP管子直接跳飛起來了,我當(dāng)時(shí)直接懵掉了,真是膽大蠻干的典型代表,幸虧我當(dāng)時(shí)正轉(zhuǎn)頭去做別的事情,不然腦袋或者是臉上,會(huì)有工傷的,濃酸和有機(jī)質(zhì),密閉容器,殺傷力大家就不用再親自驗(yàn)證了,敞口放置一段時(shí)間,能夠一定程度去除掉有機(jī)質(zhì),需要的話,后期再適當(dāng)補(bǔ)加一些酸。
對于一些做合成的測試者,如合成有機(jī)無機(jī)材料,用高溫高壓反應(yīng)釜消解,是一個(gè)快速、方便又有效的方法,親自測試后,測定效果一般比較好。
之前沒有微波消解時(shí),也試過用加熱板消解,加熱板上墊上石棉瓦,用小體積的玻璃燒杯消解,植物樣品由于有機(jī)質(zhì)含量多,設(shè)定120度左右,會(huì)有煮沸溢出現(xiàn)象,溫度低情況稍好,但不能消解*,換大體積燒杯,擔(dān)心不好定容,當(dāng)時(shí)定容體積才10mL,也是擔(dān)心做不準(zhǔn)確。
還碰到過一例,也是植物樣品,測試者自己進(jìn)行加熱板消解后,拿來用ICP-MS測定,消解不*不僅造成濃度估算錯(cuò)誤,還造成了儀器錐口的積碳,清洗困難。
廢水樣品直接稀硝酸稀釋測定,如果有機(jī)質(zhì)過高也會(huì)造成積碳,測試完也會(huì)造成錐口積碳。
再有,如果有機(jī)質(zhì)過多,會(huì)造成測試濃度誤差,樣品稀釋不同倍數(shù)的測定結(jié)果不成比例的情況,(如直接測蛋白樣品中的金屬離子),所以稀釋后成不成比例,也可以成為日常監(jiān)測基質(zhì)效應(yīng)的一個(gè)對照參考。
也遇到過一些難消解案例,如材料樣品,加氫氟酸微波消解都不溶解的現(xiàn)象。
土壤和石頭樣品,加氫氟酸消解*后,放置一段時(shí)間后有沉淀析出,只能靜置后,把進(jìn)樣管子插到樣品靠上的上清液進(jìn)行測定。
有些人提倡過濾后測定,親測過一回過濾前后,鋅離子大概有兩倍的響應(yīng)差別,其他的離子也會(huì)有些許的差別,所以放棄過濾的做法了,不過離心沉淀倒是可以考慮。