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微波消解儀在環(huán)境分析中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2023-09-19點(diǎn)擊次數(shù):868

微波消解技術(shù)即在微波加熱作用下,破壞樣品中目標(biāo)組分的初始形態(tài),而使其以無(wú)機(jī)離子最高或較高價(jià)態(tài)的形式釋放出來(lái)。微波加熱與傳統(tǒng)的加熱方式不同,它不是通過(guò)熱傳導(dǎo)由表及里的“外加熱"而是“內(nèi)加熱",即樣品和試劑在微波產(chǎn)生交變磁場(chǎng)作用下,產(chǎn)生介質(zhì)的分子極化,極性分子隨磁場(chǎng)變化交替排列,導(dǎo)致分子高速震蕩,使物質(zhì)分子劇烈振動(dòng)和碰撞,致使溫度迅速升高,在劇烈的碰撞攪拌作用下,促使消解酸與樣品更好的接觸,從而使樣品迅速被分解,另外密閉容器內(nèi)產(chǎn)生的高壓提高了消解酸的沸點(diǎn),能夠使樣品在高沸點(diǎn)下進(jìn)行消解,大大縮短消解時(shí)間。
  微波消解常用試劑
  (1) 硝酸:硝酸是一種強(qiáng)氧化劑,能氧化侵蝕金屬和有機(jī)物質(zhì),使之成為可溶性的硝酸鹽,能夠溶解大多數(shù)的硫化物,通常與雙氧水同時(shí)使用,使消解,主要用于有機(jī)樣品如:脂肪、飲料、蛋白質(zhì)、顏料和聚合物,也應(yīng)用于金屬氧化物和土壤等。
  (2) 硫酸:硫酸是許多物質(zhì)的有效溶劑,可破壞幾乎所有的有機(jī)化合物,進(jìn)行快速脫水炭化,熱的硫酸可用于有機(jī)組織。氫氧化物、金屬和礦石,但必須嚴(yán)格監(jiān)控其溫度,因?yàn)槠浞悬c(diǎn)超過(guò)許多微波消解儀內(nèi)罐的限制溫度,多數(shù)情況下作為一種輔助酸。
  (3) 氫氟酸:適用于消解含硅樣品,它將硅酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆鑿臉悠分蟹蛛x出來(lái),與硝酸一起可氧化鈦、鎢、鈮、鋯等
  (4) 王水:它是1體積硝酸和3體積鹽酸的混合物,其效力主要來(lái)源于兩者反應(yīng)產(chǎn)生的氯化亞硝酰(NOCI)。適用于無(wú)機(jī)物如金和鉑、植物組織、廢水的消解。王水能從硅脈石中濾去金屬但不能使其溶解。
  在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
  微波消解涉及到的環(huán)境樣品包括土壤、固體垃圾、煤、煤飛灰、海洋沉積物、淤泥、廢水等。許多環(huán)境樣品都是經(jīng)過(guò)復(fù)雜作用,沉積后的產(chǎn)物,基體成分復(fù)雜,既有重金屬又有農(nóng)藥殘留,由于環(huán)境樣品的多樣性、基體的復(fù)雜性,針對(duì)被測(cè)組分和測(cè)試手段的不同,需要查詢大量的文獻(xiàn)資料以確定樣品性質(zhì)及所需的消解試劑。環(huán)境樣品中通常含有一些有機(jī)物,常壓下用酸不易消解,而密閉微波消解能夠很好地解決這一問(wèn)題,另外,一些易揮發(fā)元素也不會(huì)造成損失。
  微波消解已經(jīng)廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品的金屬元素分析中,用微波消解法測(cè)定固體廢棄物中元素的方法(USEPA3051),通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)考查了精密度和準(zhǔn)確度,驗(yàn)證了微波消解的可靠性。
  化學(xué)需氧量(COD)是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的主要指標(biāo)之一,經(jīng)典的方法為重鉻酸鉀回流法,但其消耗樣品和試劑較多,回流時(shí)間長(zhǎng)(大于2h),而采用微波消解技術(shù)省時(shí),速度快。
  非金屬元素的研究主要集中在硫、氮、磷。利用微波加熱壓力消解,一次可同時(shí)完成10多個(gè)樣品的消解,與常規(guī)分析方法相比,分析速度大大提高。
  微波消解是一種先進(jìn)、高效的樣品處理方法,能夠很好地滿足現(xiàn)代儀器分析對(duì)樣品處理過(guò)程的要求,尤其在易揮發(fā)元素的分析檢測(cè)中更具有優(yōu)勢(shì)

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