iCAP Qc ICPMS 测定高纯氧化钼中Cd等痕量杂质

引言：钼具有耐高温，低膨胀系数，在合金中添加钼能起到耐 热和耐腐蚀作用，并提高合金的强度，用于制造航空和 航天的各种高温部件。尤其对于含高钼的镍基合金，除 了主合金成份外，对于一些杂质元素的控制将严重影响 合金的性能。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优 良催化剂，为保证催化剂的性能也需要对重金属加以严 格的控制。由于镉的所有同位素都会受到氧化钼的一价 多原子离子干扰，本方法通过 CCT 氧气反应将氧化钼转 化为多氧化钼从而消除了对镉的干扰。

方法提要：本实验将高纯氧化钼溶解于稀氨水中，采用 iCAP Qc ICPMS，分别采用高流量 He 气碰撞和 CCT 氧气反应模式 测定，通过 Qtegra 自动调谐，并优化碰撞反应气体流量 消除 Mo 基体对镉测定的干扰。

仪器 iCAP Qc ICPMS （Thermo Scientific） 试剂及标准品 氨水（Trace Metal Grade, Fisher Scientific） 硝酸（Trace Metal Grade, Fisher Scientific） 多元素混合标准溶液 （71A, Inorganic Venture） 多元素混合标准溶液 （155B, Inorganic Venture） 

样品前处理方法 称取 0.25 g 样品于聚四氟乙烯坩埚中，加入 5 ml 氨水 (1+1) 低温溶解，冷却后，用 0.5% 硝酸稀释至 50 ml。取消解液 1 g 5 份，加入镉标准溶液并用稀硝酸稀释至 50 g，配 置成 0，0.5，1，5 和 10 ng/ml 标准加入工作曲线。用稀 硝酸稀释至 10 倍用于测定 W，Re，As，Pb 等其他元素， 10 ng/ml Rh 和 Ir 作为内标

仪器参数 iCAP Q ICPMS 具备一键式仪器设置功能，设置后可自动 运行个性化 TUNE 程序，并完成 Performance Report。一 键仪器设置和直观分析工作流程，为操作人员简化了实 验步骤并避免出错，同时自动和记录监控仪器状态，确 保了操作的一致性和结果的重现性。

实验部分 Cd的同位素110，111，112，113和114都受到MoO+的干扰， 见下表：

iCAP Qc QCell 碰撞反应池具有纯氦气碰撞，和加氧气反应 技术以消除多原子离子的干扰。采用氦气碰撞，多原子离 子被碰撞后其动能下降，通过动能歧视效应 KED 而被过 滤。而在 Qcell 中加入氧气，MoO+ 与 O2 反应成为 MoO2 + 、 MoO3 + 、MoO4 + ，使得干扰物形成多氧化物而质量数迁移， Cd 通常不参与氧化反应从而消除干扰。下面分别采用氦 气碰撞 KED 和氧气反应 CCT 模式测定进行比较

1）在 KED 测定模式下，自动调谐后，优化动能歧视电 压为 3v。吸喷 100 ug/ml 的纯钼和加标 1 ng/ml Cd 的溶液， 通过增大碰撞 He 流量，比较待测同位素的基体和加标强度，以信背比确定的 He 流量为 6.0 ml/min，见下表

从标准加入工作曲线图中得到，100 mg/ml Mo 基体中 Cd 的 BEC 空白等效浓度为 110Cd 1.812 ng/ml、111Cd 1.810 ng/ml； 检出限 IDL 为 110Cd 0.118 ng/ml、111Cd 0.034 ng/ml。

从表中得到 CCT O2 反应模式，100 ug/ml Mo 基体中 Cd 各 同位素的背景强度都低于了 200 cps，其信背比与 H-KED He 碰撞模式有很大的提高。高流量 O2 反应使得 MoO 趋 向于氧化物方向进行，从扫描图中可以得到，在 Qcell 中加入 100%O2 将 MoO 迁移到 MoOO、MoOOO…， 而 Cd 可仍然使用原质量数上测定，见下图。

从标准加入工作曲线图中得到，100 mg/ml Mo 基体中 Cd 的 BEC 空白等效浓度为 112Cd 0.007 ng/ml、114Cd 0.0005 ng/ml； 检出限 IDL 为 112Cd 0.0004ng/ml、111Cd 0.005ng/ml 

结论：高灵敏度 iCAP Qc ICP-MS 测定高纯氧化钼中 Cd 等痕量元 素，通过 Qtegra 自动调谐功能，在 Qcell 加入高流量的 氧气反应，将 MoO 转化为多氧化钼，将干扰质量数进 行迁移，与 Cd 测定同位素分开，从而消除干扰，以满 足高纯氧化钼中镉的测定。