摘要:本文介紹一種采用 Agilent 5800 ICP-OES 聯用 AVS 7 快速閥及 ADS 2 智能稀釋系統,同步精準測定固體電解質磷酸鈦鋁鋰 (LATP) 樣品中 4 種主量元素與 16 種雜質元素的方法。該方法通過 ADS 2 完成校準曲線配置,校準曲線相關系數均大于 0.999,此系統還可對超標樣品進行智能稀釋。測試顯示:主量元素 2 小時數據波動 < 1%,雜質元素加標回收率達 91.0%–103.7%。結果表明,該儀器基體耐受性強、穩定性與準確度高,且分析效率滿足 LATP 樣品常規檢測需求。
實驗部分:試劑和樣品實驗用水為 Millipore Milli-Q 超純水系統制備的高純去離子水;硝酸、鹽酸和氫氟酸均為電子級,購于安譜公司;主量元素檢測所使用的標準品為安捷倫提供的含量為 1000 μg/mL 的 Li(部件號5190-8320)、Al(部件號 5190-8242)、Ti(部件號 5190-8320)、P(部件號 5190-8499)單標;雜質元素檢測所使用的標準品為安捷倫提供的含量為 100 μg/mL 的 27 元素混標(部件號為5190-9418,包含 Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Sr、V 和 Zn),以及含量為 1000 μg/mL 的Hf、Nb、Pt(部件號 5190-8501)和 Rb(部件號 5190-8511)單標。用 2% HNO3 將主量元素 Al、Li 稀釋為 100 mg/L,雜質元素稀釋為 10 mg/L 作為儲備液,用于 ADS 2 自動配制校準曲線用。LATP 樣品為客戶提供的研發中產品。
儀器和設備采用 Agilent 5800 ICP-OES,配備 MiraMist 霧化器和惰性霧化室以及 1.8 mm 中心管的全可拆炬管組件。該系統與智能化 ADS 2(自動稀釋系統)、AVS 7(快速閥)與 SPS 4(自動進樣器)組合配合使用(見圖 1),可實現從校準標樣配制、進樣到分析的全流程無縫銜接與智能調控,大幅縮短分析周期;并顯著降低人為操作的風險,確保數據的可靠性;為分析質量控制提供了一種高效、省心的智能化解決方案。使用 Agilent ICP Expert 軟件(7.7.1 版)對儀器進行控制。該軟件具有針對分析流程的全面質量控制 (QC) 功能、智能半定量和譜線五星推薦功能 (InteliQuant)、干擾判斷以及數據篩選等功能。高級稀釋系統 ADS 2 由安捷倫于 2024 年推出,由高精度注射器、閥、定量環等組成(見圖 2)。ADS 2 能夠與 ICP-OES 和ICP-MS 儀器、快速閥和自動進樣器無縫集成,將樣品自動稀釋至 400 倍;ADS 2 能夠根據軟件設定的濃度范圍和校準點數量,利用儲備液自動配制校準標樣,減少試劑處理操作;還能夠針對超范圍的樣品智能計算稀釋因子,確保樣品處于校準范圍內。ADS 通過自動化,可節省分析人員的時間,消除人為誤差,提升樣品通量,為實驗室工作帶來高效、智能的變革。
樣品前處理稱取約 0.1000 g 樣品于消解罐中,加入 6 mL 王水和 4 mL HF,在微波消解儀中按照表 1 所列的升溫程序進行消解;消解后的溶液在電熱板上于 125 °C 進行趕酸;然后將溶液轉移至 50 mL 離心管中,用超純水定容至 25 mL 后待測。
待測元素波長及校準濃度范圍的選擇Agilent ICP Expert 軟件的 IQ 功能(見圖 4)具有強大的分析與智能決策能力,不僅能夠精準測定樣品中各組成成分的比例及元素基本含量,而且能夠以直觀醒目的顏色進行可視化呈現,幫助用戶快速識別元素特征,進而科學、合理地選擇各元素的濃度范圍。此外,IQ 功能還能夠基于樣品的具體組成,智能分析并自動推薦待測元素的最佳波長,精準避開樣品中高含量元素的干擾,告別繁瑣的人工篩選過程,從而顯著提升分析效率與準確性,為用戶帶來更加便捷、高效的檢測體驗。根據 IQ 推薦最終選擇的元素波長及校準濃度點見表 3。
結果與討論校準曲線及線性回歸結果采用外標法對固體電解質 LATP 中的 4 種主量元素和 16 種雜質元素進行定量。制備各目標元素的高濃度儲備液,在 Agilent ICPExpert 軟件中輸入目標元素的濃度范圍及濃度點個數,系統將根據內置算法自動完成校準標樣濃度和稀釋倍數的換算;隨后通過ADS 2 自動配制校準標樣并進樣分析。。從表中可以看出,所分析的 20 種元素校準曲線的線性相關系數均高于 0.999。
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