一种元素形成挥发物时效率增强的方法技术

本发明专利技术公开一种元素形成挥发物时效率增强的方法，它是向形成元素挥发物的反应体系中添加水溶性的小分子有机化合物，其中添加水溶性的小分子有机化合物的体积浓度是反应体系体积的0.25‑4%；所述的反应体系指的是：螯合试剂和含元素样品溶液的混合溶液；所述的水溶性的小分子有机化合物是水溶性的醇、杂环。所述的螯合试剂：含元素样品溶液体积比为0.1:1‑1:0.25。本发明专利技术可用于仪器分析中的元素样品引入，以提高元素分析的灵敏度、改善检出限；也可用于化学气相沉积及无机镀膜的气态先驱物的制备。

A method for enhancing efficiency of elements when forming volatiles.

The invention discloses a method of enhancing the efficiency of an element in the formation of volatiles, which is a small molecule organic compound added to the reaction system that forms an element volatiles, in which the volume concentration of the water-soluble small molecular organic compound is 0.25 of the volume of the reaction system; the reaction system refers to the chelate. A mixed solution of a reagent and a solution containing an element sample; the water-soluble small molecule organic compound is a water-soluble alcohol and heterocycle. The chelating reagent: the volume ratio of the sample containing elements is 0.1:1 1:0.25. The invention can be used for the introduction of element samples in instrumental analysis to improve the sensitivity of elemental analysis, improve detection limits, and also be used in the preparation of gaseous precursors of chemical vapor deposition and inorganic coating.

【技术实现步骤摘要】
一种元素形成挥发物时效率增强的方法
本专利技术属于仪器分析
，涉及原子光谱仪样品进样的方法，更广泛的，本专利技术也用于化学气相沉积及无机镀膜的气态先驱物的制备，特别是一种元素形成挥发物时效率增强的方法。
技术介绍
目前，原子光谱仪中所使用的氢化物发生进样系统，大部分是使用硼氢化钠（钾）作氢化物发生的还原试剂，通过硼氢化钠（钾）中的氢将样品溶液中的元素还原成气态氢化物后，元素在原子光谱仪中进行测定。由于氢化物进样效率比较原子光谱中的常规气动雾化进样，有更高的进样效率（常规气动雾化进样只有3-5%，测定灵敏度较低，而氢化物进样效率接近100%），因而在测定上具有更高的灵敏度和更低的检出限的特点。已经具有成熟应用的是用硼氢化钠（钾）和传统上易形成氢化物的九个元素（砷，锑，铋，锗，锡，铅，硒，碲，汞）形成这些元素的氢化物而被原子光谱仪进行测定。近20年来，研究发现硼氢化钠也能和其它元素（如金银等贵金属元素，钴镍等过渡元素）生成元素挥发物。近来，随着科技人员研究的不断深入，一些从事分析的工作人员发现：一些螯合试剂，如乙二胺二硫代氨基甲酸（钠或钾）和二乙基二硫代磷酸钠（钾）能与众多金属元素的水溶液在室温下形成元素挥发物，并用于原子光谱的样品进入方法。如上所述，该方法也提高了元素的分析灵敏度，降低了检出限。并也可用于元素的化学气相沉积技术用于半导体和薄膜的制作。现有的技术不足：如上所述的螯合试剂和元素形成挥发物的方法，尽管有许多优点，但还是有如下不足：（1）目前能用于形成挥发物的螯合试剂还有限，主要是乙二胺二硫代氨基甲酸（钠或钾等）和二乙基二硫代磷酸钠（或钾等），而其它螯合试剂形成的效率确很低，没有实际应用价值；（2）即使是乙二胺二硫代氨基甲酸（钠或钾等）和二乙基二硫代磷酸钠（或钾等）两种试剂，尽管发现其能和许多元素形成挥发物，但不同的元素，形成挥发物的效率并不同。有的比较高，有的比较低。因此使有些元素分析的检测灵敏度还是受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能够增强螯合物与元素反应时元素挥发物生成效率的方法。本专利技术的技术方案如下：一种元素形成挥发物时效率增强的方法，其特征在于向形成元素挥发物的反应体系中添加水溶性有机化合物，所述的反应体系指的是：螯合试剂和含元素样品溶液的混合溶液；其中螯合试剂是指烷基二硫代胺基甲酸盐、烷基二硫代磷酸盐。本专利技术中水溶性有机物是指含碳原子数小于等于4的水溶性的醇、腈、酮和杂环其中优选的水溶性的有机化合物是（但不限于）甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙腈、四氢呋喃、丙酮。更加优选的水溶性有机化合物是甲醇、乙醇。上述的水溶性的有机化合物添加体积浓度是反应体系体积的0.25-4%，优选水溶性的有机化合物添加体积浓度是反应体系体积的0.25-1.5%。本专利技术中的螯合试剂优选（但不限于）的是二乙基二硫代氨基甲酸盐、二甲基二硫代胺基甲酸盐、二乙基二硫代磷酸盐、二甲基二硫代磷酸盐、二丙基二硫代磷酸盐。其中的盐是指上述螯合试剂与碱金属碱土金属形成的螯合试剂的盐。本专利技术中的螯合试剂(以钠盐为计)用量的质量体积浓度（m/V）是0.1-0.6%，该浓度是在元素溶液与螯合试剂溶液混合时体积比为1:1时为基础计算的。当二个溶液混合体积比发生变化时，螯合试剂浓度应该做相应调整，使混合后的溶液含螯合试剂浓度在0.05%-0.3%之间，优选0.1%-0.25%。所述的向形成元素挥发物的反应体系中的一个事先加入水溶性小分子有机化合物优选向螯合试剂溶液中事先加入极性小于水的水溶性小分子有机化合物。本专利技术进一步公开了元素形成挥发物时效率增强的方法在提高提高元素分析灵敏度、改善检出限方面的应用。实验结果显示：本专利技术的方法可用于仪器分析中的元素样品引入，以提高元素分析的灵敏度、改善检出限；使其增强元素形成挥发物的效率。也可用于化学气相沉积及无机镀膜的气态先驱物的制备。本专利技术更加详细的描述如下：本专利技术中所述的水溶性的小分子有机化合物是极性小于水的水溶性的含碳原子数小于等于4的水溶性的醇、腈、酮和杂环；优选水溶性的小分子有机化合物是水溶性的醇；更加优选的水溶性的小分子有机化合物是甲醇、乙醇。其中水溶性的小分子有机化合物添加浓度（体积浓度）是反应体系体积（螯合试剂与元素溶液体积之和）的0.25-4%.优选的水溶性的小分子有机化合物添加浓度（体积浓度）是反应体系体积的0.5-1.5%.适用于本专利技术的螯合试剂主要是（但不限于）指：（1）含胺基的二硫代甲酸（盐），如二乙基二硫代氨基甲酸盐、二甲基二硫代胺基甲酸盐等；（2）含烷基的二硫代磷（膦）酸盐，如二乙基二硫代磷酸钠、二甲基二硫代磷酸钠、二丙基二硫代磷酸钾等。上面所述的螯合试剂的盐主要是（但不限于）指螯合试剂与碱金属、碱土金属及氨形成的盐；其中碱金属主要是指锂、钠、钾；碱土金属为镁和钙。上述的含胺基的二硫代甲酸（盐）优选为二乙基二硫代氨基甲酸钠、二乙基二硫代磷酸钠。本专利技术中待测元素主要包括（但不限于）：主族金属元素铟、铊、锡、铅、铋；过渡元素钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉、汞；贵金属元素钌、铑、钯、银、铱、铂、金；稀土元素铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铀、钍和钚。上述元素中优选的元素指的是锡、铅、钌、铑、钯、银、铱、铂、金、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉和汞。本专利技术中的两个溶液优选的浓度分别是0.1-0.5%（w/w）螯合试剂的溶液与0.1-0.4M酸度的待测元素溶液在线混合，其体积混合比为1:1。在此基础上，向两个溶液中的一个事先加入水溶性小分子有机化合物。优选添加在螯合试剂溶液中。本专利技术的一个典型实施例包括如下步骤：（1）使用蠕动泵分别连续抽取质量浓度为0.4%的二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC），并添加了3%体积的乙醇的溶液和酸度为0.15M含元素样品溶液；（2）使两股溶液在一微型三通管内汇合反应，然后立即在气液分离器中进行气液分离；（3）分离出的气体被导入原子光谱仪中进行测定。本专利技术的另外一个典型实施例包括如下步骤：（1）使用蠕动泵分别连续抽取质量浓度为0.4%的二乙基二硫代磷酸钠（DDTP）溶液和酸度为0.15M并添加了2%体积的甲醇的含元素样品溶液；（2）使两股溶液在一微型三通管内汇合反应，然后立即在气液分离器中进行气液分离；（3）分离出的气体被导入原子光谱仪中进行测定。本专利技术的再一个典型实施例包括如下步骤：（1）使用蠕动泵分别连续抽取添加了3%体积的甲醇的质量浓度为0.4%的二甲基基二硫代氨基甲酸钠（福百钠）溶液和酸度为0.1M并含元素样品的样品溶液；（2）使两股溶液在一微型三通管内汇合反应，然后立即在气液分离器中进行气液分离；（3）分离出的气体被导入原子光谱仪中进行测定。本专利技术的第一个典型的装置（见说明书附图1），包括含元素的样品溶液导入管1、含胺基的二硫代甲酸（盐）溶液的导入管2、蠕动泵3、三通管4、气液分离器5载气入口6、载气出口7和废液排放管8；蠕动泵抽取两个溶液后在三通管中汇合发生反应，然后与气液分离器相连，气液分离器设有载气入口，和载气入口，分离气体挥发物的废液被蠕动泵经废液排放管排出。适用于本专利技术的第二个典型的装置（见说明书附图2），包括含元素的样品溶液导入管1、含胺基的二硫代甲酸（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种元素形成挥发物时效率增强的方法，其特征在于向形成元素挥发物的反应体系中添加水溶性的小分子有机化合物，其中添加水溶性的小分子有机化合物的体积浓度是反应体系体积的0.25‑4%；所述的反应体系指的是：螯合试剂溶液和含元素样品溶液的混合溶液；其中螯合试剂溶液与含元素样品溶液体积比为0.1:1‑1:0.25所述的水溶性的小分子有机化合物是含碳原子数小于等于4的水溶性的醇、腈、酮和杂环。

【技术特征摘要】
1.一种元素形成挥发物时效率增强的方法，其特征在于向形成元素挥发物的反应体系中添加水溶性的小分子有机化合物，其中添加水溶性的小分子有机化合物的体积浓度是反应体系体积的0.25-4%；所述的反应体系指的是：螯合试剂溶液和含元素样品溶液的混合溶液；其中螯合试剂溶液与含元素样品溶液体积比为0.1:1-1:0.25所述的水溶性的小分子有机化合物是含碳原子数小于等于4的水溶性的醇、腈、酮和杂环。2.权利要求1所述元素形成挥发物时效率增强的方法，其中水溶性的有机化合物是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙腈、四氢呋喃、丙酮。3.权利要求1所述元素形成挥发物时效率增强的方法，其中水溶性的有机化合物是甲醇和乙醇。4.权利要求1所述元素形成挥发物...

【专利技术属性】
技术研发人员：段旭川，马国朋，孙睿，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津,12