ICPAES中样品的分解：微波消解法

微波封闭罐的自动减压技术

微波封闭溶样器的结构如上图：

微波消解法是密闭式容器分解样品的一大进展，在微波的辐射下，能量透过容器（PFA或TFM材料）使消解介质（液相，通常为无机酸的混合物）迅速加热，而且还能被样品分子所吸收，增加了其动能，产生内部加热，这种作用使固体物质的表层经过膨胀、扰动而破裂，从而使暴露的新表层再被酸浸蚀。这种效应产生的溶解效率远高于那些只靠酸加热的方法，且可避免使用碱熔样品的方法。这些年，微波消解技术发展很快，尤其是高压密闭微波消解技术发展很快，已得到广泛的应用。

微波消解法的应用：

微波消解技术能够处理各种样品（包括生物，植物、动物组织、食品、塑料、颜料、燃料、金属合金、，钢铁、炉渣、陶瓷、矿物、矿石、环保、土壤等）。消解条件包括了：样品量、分解用酸、微波功率、消解时间等。应该说微波消解的问世，为各类样品的分解开辟了一个革命性的途径。

A)    植物和动物组织(生物样品)

有机样品中许多元素都可以单独使用HNO₃或混合酸，用微波消解法进行分解。以下推荐一个常用的分解方法。

I.             称取0.5g脱脂蛋白质粉末于微波消解罐中。

II.          慢慢加入6ml HNO₃和1ml H₂O₂，用酸将粘在消解罐的样品冲下。

III.       盖上盖子并用手拧紧，然后再专用工具把盖拧紧，将罐放在样品转盘上。

IV.       设置微波程序为：250W功率（1分钟）、0 W功率（1分钟）、250W功率（5分钟）、400W功率（5分钟）、650W功率（5分钟）。运行该程序。

V.          将罐和转盘一起放在冷水浴中冷却至室温。在通风柜中拧松罐盖。

VI.       小心取下罐盖，将罐内溶液转移到PTFE烧杯中，再用水小心地冲洗罐盖以及罐内残留溶液。

VII.    将溶液于90℃电热板上蒸干。

VIII. 加2.0ml HNO₃，微热，滴加1.0ml，每次滴加待气泡冒尽再滴加，并蒸发至近干。重复加入HNO₃/ H₂O₂两次，并蒸发两次。

IX.       在残渣中加入0.5ml HNO₃，微热溶解，待溶液冷却后，用去水离子定溶至25ml(定容体积可根据元素含量来定)，此溶液为0.3mol/L HNO₃溶液

上述方法是一个通用的方法，操作方法中(VIII)的蒸发步骤是为了更好的分解有机物质，如果单用HNO₃即消化完全，蒸发步骤即可省去。

有人将植物样品，化妆品等样品单用HNO₃或HNO₃/H₂O₂微波分解即可完成，不必反复蒸干。

B)        地质样品

由于许多许多酸不溶或难溶的样品如矿物、炉渣、陶瓷、建材等，在常见化学分析中需用碱熔融来分解处理。碱熔融样品的唯一优点是可将样品分解完全，但由于加入碱金属熔剂，分解后的溶液中含盐量很高，这就导致：（1）大量的碱金属离子将会对ICP的激发有影响；（2）溶液TDS太高，高稀释进行ICP—AES分析，影响元素测定检出限。

上述一些酸不溶或难溶的样品，在密封式微波消解中可以用不同的酸如HCl、HF、HClO₄、H₂SO4、H₃PO₄及H₂O₂来消解样品。现介绍几个类型样品的消解方法如下：

所用试剂的浓度：HCl：    37%        HF：     40%

                         HNO₃：   65%            H₂SO₄：  96%  

                                                H₃PO₄：  85%        H₂O₂：   30%

C)    环境样品

基本上可采用HCl、HNO₃和H₂O₂来进行消解。

1）                                            碱金属熔融分解法

碱金属熔融分解法主要用于地质硅酸盐、陶瓷、耐火材料、金属、合金等领域。主要的熔剂有偏硼酸锂（LiBO₂）、四硼酸锂（Li₂B₄O₇）、碳酸钠（Na₂CO₃）、氢氧化钠（NaOH）、过氧化钠（Na₂O₂）等。样品经熔融后，熔块用水提取并用酸酸化，其优缺点已在前面论述。以下介绍几种熔融分解的方法。

A)    偏硼酸锂熔融分解试样

称取0.1g试样于石墨或铂金坩埚中，加0.5g LiBO₂，于1000℃马弗炉中熔融5—10分钟。冷却后用50ml 5% HNO₃提取。用5%HNO₃定容至100ml。

B)    用碳酸钠熔融分解试样

称取0.1g样品（硅酸盐）于铂金坩埚中，与1g无水碳酸钠充分搅拌，面上铺一层无水碳酸钠，放于950—1000℃马弗炉中熔融40分钟。冷却后用（1+2）HCl 提取。