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　　摘 要：研究了恒電流電解陰極銅使大部分銅與雜質分離，采用ICP-OES標準曲線法、基體匹配法和 多元光譜擬合(MSF)模型，同時測定陰極銅中Zn、Pb、Sn、Sb、Pb、Ni、Fe、P、As、Bi，并對電解液 中殘留銅量進行補正的方法，方法的檢出限為0.0008～0.047mg/L，回收率為90%～105%，RSD小于7.8%。 該法準確、快速、簡便，應用于陰極銅的測定, 結果滿意。
 

　　關鍵詞：陰極銅、恒電流電解、珀金埃爾默ICP-OES、基體匹配、多元光譜擬合
 

　　陰極銅中銅含量的測定在國家標準GB/T5121—2008中有詳細的介紹。電解-電解液中殘 留銅量補正法，雖然分析過程冗長，影響分析速度，不易控制，但是具有干擾少、準確度高 等優點。本文采用恒電流電解，電解液中殘留銅采用ICP-OES補正，同時電解液用于陰極銅 中Zn、Pb、Sn、Sb、Ni、Fe、P測定， As、Bi采用ICP-OES基體匹配法測定，能滿足日常陰 極銅的分析。
 

　　1、實驗部分
 

　　1.1 方法提要 試樣經酸分解, 在硝、硫混合酸介質中, 在陰、陽電極之間加上適當電流進行電解。電 解終止后，將沉積在鉑陰極上的金屬銅洗凈,烘干后稱量，電解液中殘留銅量用ICP-OES補正， 同時電解后的液體用于ICP-OES測定Zn、Pb、Sn、Sb、Pb、Ni、Fe、P， 其中As、Bi采用ICP-OES 基體匹配法測定。
 

　　1.2 主要儀器與試劑 1.2.1 44B型雙聯電解儀,上海雷磁創益儀器儀表有限公司 1.2.2 Optima 7300DV電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES),美國PerkinElmer公司 1.2.3 鉑陰極(360～400孔/cm 2，Ф0.2～0.25 mm)將鉑陰極置于硝酸(1+1)中煮沸4～5min， 取出，用水沖洗干凈，取出，以無水乙醇浸洗二次，取出，用電吹風吹干，于干燥器內冷卻 后備用。經電解后的電極則需預先置于硝酸(1+1)中, 使銅*溶解后, 取出, 按上述步 驟處理后備用。 1.2.4 螺旋狀鉑陽極，處理同上。 1.2.5 混合酸：硝酸+硫酸+水=7 +10 +25 1.2.6 硝酸(1+1)1.2.7 醋酸(1+4) 1.2.8 無水乙醇，優級純 1.2.9 Cu、Zn、Pb、Ni、Fe、P、As、Bi標準溶液：1000ug/mL，Sn、Sb：500ug/mL(直接從 北京納克分析儀器有限公司購買) 1.2.10 高純銅基體溶液：稱取高純銅(99.999%)5.0000g，加入硝酸(1+1)30mL，蓋上表 面皿，低溫至*溶解，煮沸驅除黃煙，冷卻，用水沖洗表面皿及杯壁，加水稀釋至100mL， 此溶液濃度為50g/L。 1.2.11 Zn、Pb、Ni、Fe、P、Sn、Sb混合標準溶液：將標準溶液(1.2.9)稀釋為50ug/mL， 酸度為5%HNO3。 1.2.12 As、Bi混合標準溶液:將標準溶液(1.2.9)稀釋為50ug/mL，酸度為5%HNO3。
 

　　1.3 試驗方法 若試樣氧化，樣品應先于醋酸(1+4)中煮沸4-5min除去氧化層，用純水洗至無酸味， 再用無水乙醇浸洗并干燥后使用。 1.3.1 陰極銅中Cu的測定 稱取已處理好的試樣5.0000(±0.0002g)于電解杯中，緩緩加入混合酸(1.2.5)50mL， 蓋上表面皿，低溫至*溶解，煮沸驅除黃煙，冷卻，用水沖洗表面皿及杯壁，加水稀釋至 200mL，將已稱得其質量的鉑陰極、鉑陽極、攪拌子置于電解杯中，調節至適當攪拌速度， 用4A電流電解2h，電解結束，中斷電流，將電極架提起，使電極移開液面，用洗瓶沖洗陰極、 陽極表面，洗液接于原電極杯中，移開電解杯，再用洗瓶仔細沖洗電極表面，取下陰極在無 水乙醇中浸洗片刻，取出，用電吹風迅速吹干，置于干燥器中冷卻至室溫，稱得其質量。 洗液與電極杯中液合并于500mL容量瓶中，用ICP-OES測定殘留的銅量。 1.3.2 陰極銅中Zn、Pb、Sn、Sb、Ni、Fe的測定 上述(1.3.1)電解后的液直接用ICP-OES測定Zn、Pb、Sn、Sb、Ni、Fe、P。 1.3.3 陰極銅中As、Bi的測定 稱取已處理好的試樣0.5000(±0.0002g)于400燒杯中，加入硝酸(1+1)20mL，蓋上 表面皿，低溫至*溶解，煮沸驅除黃煙，冷卻，用水沖洗表面皿及杯壁，加水稀釋至100mL， 用ICP-OES測定。
 

　　1.4 儀器及工作條件 工作條件為：功率1300W，等離子體氣體流量15L/min，輔助氣體流0.2L/min，霧化器氣 體流量0.8 L/min，觀測距離15 mm，泵流量1.5mL/min，讀數延遲時間20S，自動積分時間1～ 5S，重復次數2次。 1.5 標準曲線繪制 1.5.1 移取0mL、1mL、2mL、3mL銅標準溶液(1.2.9)，于一組100mL容量瓶中，分別加入10mL 硝酸(1+1)，用水稀釋至刻度，混勻。1.5.2 移取0mL、0.8mL、1.2mL、2mL混合標準溶液(1.2.11)，于一組100mL容量瓶中，分 別加入10mL硝酸(1+1)，用水稀釋至刻度，混勻。 1.5.3 移取0mL、0.4mL、0.8mL、1.2mL混合標準溶液(1.2.12)，于一組100mL容量瓶中， 分別加入10mL高純銅基體溶液(1.2.10)和10mL硝酸(1+1)，用水稀釋至刻度，混勻。
 

　　2、結果與討論 2.1 測定條件的選擇 2.1.1 溶樣酸的選擇、用量、電解電流及電解時間的選擇 參考高學峰、張立婷、郭瑩著的電解銅中銅的快速測定方法，本法選用硝硫混合酸 (7+10+25)50mL。經試驗, 本法選擇電解電流密度4A/dm2，電解2h，殘留銅量用ICP-OES標準 曲線法補正，Cu譜線為327.393 nm，殘留量高達0.3%，仍可獲得很好的準確度與精密度。 2.1.3 Zn、Pb、Sn、Sb、Ni、Fe分析條件選擇 電解除去大部分銅基體后，電解液中殘留銅對Zn、Pb、Sn、Sb、Ni、Fe測定的干擾已經 很小，進行譜線掃描, 選擇干擾少的線作為分析譜線，Zn為206.200nm、Pb為283.306nm、Sn 為283.998nm 、Sb為206.836nm、Ni為341.476 nm、Fe為259.939 nm，直接用ICP-OES標準曲 線法測定。 2.1.4 P分析條件的選擇 雖然電解可以除去大部分銅基體，但是電解液中殘留銅對P的測定仍存在很大干擾，本 文采用多元光譜擬合(MSF)模型：用掃描方式，分別收集空白、分析物、干擾元素溶液的譜 圖。分析物濃度為100倍于檢出限以上，干擾物濃度為分析過程中可能遇到的高濃度，在 MSF編輯窗口中，設定每個元素的作用[空白(b)、分析物(a)、干擾物(i)]，建立MSF模型， 選用P譜線 214.914 nm，用ICP-OES測定。 2.1.5 As、Bi分析條件的選擇 鉍(Ⅲ)和銅(Ⅱ)離子的還原電位值很接近，用控制陰極電位法難以達到兩者的分離 和測定，且通過實驗發現采用直接測定電解液中As，結果明顯偏高，故直接測定電解液中As、 Bi作為陰極銅的分析不可行。本文采用單獨溶樣，高純銅(99.999%)做基體，選用As譜線 188.979nm，Bi譜線190.171nm，用ICP—OES基體匹配法測定。
 

　　2.2 方法的準確度、精密度與回收率試驗 2.2.1 用國家標準物質純銅GBW02141，按試驗方法測定9次, 進行準確度和精密度試驗，結 果見表1。
 

　　3、結論 本文研究討論了電解重量法與ICP-OES聯用測定陰極銅中銅及雜質元素的方法，從試驗 結果可以看出，測定結果準確可靠，采用本方法測定純銅GBW02141與其標準值相符，該方法 *可以滿足陰極銅日常分析。
 

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