周锦帆：50年来实用光谱分析的变迁及推动力（原创）

　　一、上世纪六十年代初

　　南京大学化学系分析化学教研室王之珏老师（我毕业论文导师）介绍的溶液干渣法是当时发射光谱的代表之一，王之珏老师与汪尔康先生同为留学捷克，她学光谱分析后到南大任敎。

　　与此同时，中科院长春应用化学研究所黄本立先生，张睿先生（后调核工业部北京第五研究所）是我国发射光谱领军人物，侧重光谱仪器。

　　光谱分析全面向苏联学习，仪器主要是苏联及德国光谱仪。光谱分析的研究，以地质系统、钢铁分析和核工业部为多。

　　矿石半定量法在矿石分析（找矿）中普遍使用。代表单位是核工业部第三研究所（地质研究所）和核工业部第五研究所（铀矿冶研究所）。

　　核工业部五所光谱组可能是当时（1963年）全国最大光谱分析组！当时采用研究“载带法”和“蒸发法”测定铀化合物中杂质，该方法的优点是手续简便快捷，缺点是灵敏度低。

　　二、上世纪六十年代中

　　由于核燃料分析的要求，主要是铀成品~八氧化三铀中杂质的分析，出现了两个学派：

　　①载带法：将八氧化三铀黑色粉未与氧化镓混合，在电孤燃烧/激发时，将被测元素选择性地挥发的同时被激发，从而提高灵敏度…

　　②蒸发法：将八氧化三铀黑色粉未与氧化镓等混合，加热，将被测元素首先从样品粉未中挥发并冷疑在上面的电极表面上，然后重新激发。

　　当时苏联的光谱研究集中发表在苏联优秀分析化学杂志<工厂实验室>杂志上。

　　以上两种方法，核工业部北京五所光谱组阙学敏先生和程沁澄先生（均为1958年复旦大学物理系毕业）为带头人。

　　此时，稀土元素的光谱分析开始引起世界光谱分析工作者的重视。

　　中科院长春应用化学研究所张睿~程建华夫妇（后调核工业部五所，张睿任光谱组组长/分析化学研究室副主任）和黄本立先生等制作并出版<稀土元素光谱线图谱>。

　　三、上世纪六十年代末及七十年代

　　这时期的最大特点是“化学光谱”的重大发展：由于核燃料对杂质分析灵敏度要求的大幅提高，载带法与蒸发法灵敏度已不能满足要求，从而转向<化学光谱>，即用化学分离除去多谱线的基体铀。

　　主要研究单位：核工业部五所及核工业部401所（中科院原子能研究所）。

　　笔者完成了以下主要工作：

　　①TBP萃取分离-光谱法测定铀化合物中常见元素；

　　②离子交换分离-光谱法测定6克高纯铀化合物中超微量钆，钐，铕和镝（核工业第一难题）

　　③小型阳离子交换柱分离-光谱法测定矿石、岩石、独居石（含钍及稀土较多）中15中稀土元素。

周锦帆教授（摄于1971年）

　　四、上世纪七十年代光谱分析的三件大事

　　1,光栅光谱议的普及

　　核工业部北京五所国内率先购置英国3.4米Hirger光栅光谱仪，使15种稀土元素的灵敏性及分辨能力大幅提高。

　　2,世界光谱分析化学工作者热衷各种样品中15种稀士元素分析。

　　岩石中15种稀土元素的光谱分析成为世界分析化学工作者学术水平的重要标志。

　　各国光谱分析工作者试图研究15种稀土元素的<分离-光谱分析法>以体现自己学术水平，所以，稀土光谱分析的文献长年大量地涌现…

　　3，世界光谱分析工作者的共识：离子交换分离在光谱疑难分析中的重要性！

　　地质系统曾广泛釆用<巯基棉富集-光谱法>测定金，铀等元素是一种筛选方法。严格来说，采用的巯基棉分离法是不够可靠的快速法，且回收率偏低。

　　五，八十年代后期微量有害重金属分析引起世界光谱分析工作者的重视！

　　ICP-AES的普及，及随后ICP-MS的发明，极大地简化/方便光谱分析，极大提高了灵敏度。

　　以Bi0一Rad公司Chelex-100螯合树脂及Amerlite公司XAD系列树脂及743型树脂的发明，高选择性分离/富集复习基体中微量有害元素及硼，从而又极大地提高了灵敏度和准确性，以及实用价值。

　　ICP光谱分析法在用与微量金属元素测定的其他方法（极谱分析，离子电极法，分光光度法以及中子活化法）的竞争中取得绝对胜利，并成国内外无机分析化学研究者的首选。

　　六、当今是<离子交换分离-ICPAES/MS>时代

　　1995年L，L，Jackson在Anal.Chem.的年度Rev上作出了结论

　　无机物的疑难光谱分析，首选是用离子交换分离。

　　在其近2万字的<无机及岩石分析>综述中，疑难分析有13篇论文：

　　①11篇是离子交换分离；

　　②1篇是共沉淀+IBMK萃取；

　　③1篇是环己烷萃取。

　　从此，世界光谱分析公认进入<离子交换分离-ICPAES/MS>时代。不会离子交换分离不可能解决光谱分析问题。

　　例如，中国（常熟检验检疫局金属材料及制品重点实验室）、日本和土耳其学者为测定<不锈钢餐具中有害微量元素镉>均用以上方法，但以我国的方法为最优（见Anal.Mether）。

　　分离（选用的离子交换树脂）钢、食品及环境中微量镉的光谱分析的能力成为当今实用光谱分析水平的标志。

　　七、50年来光谱分析发展的推动力

　　推动力-时代不断变化的要求！

　　推动力是时代对光谱分析的灵敏度和准确度有更高的要求。

　　1、上世纪六十年代初，地质系统和核工业对光谱分析的要求，有力地推动了光谱分析的发展，尤其是核工业对微量稀土等金属元素的光谱分析，起了关键作用。

　　2、2000年以来，光谱分析的焦点转移到人们最为关注的有害金属元素的分析，尤其是欧盟ROHS指令的发布，人们对日用品中有害重金属的分析更为高度重视。光谱分析的重点元素是镉、铅和六价铬。

　　3、2000年钢中15种稀土元素的光谱分析的完美解决。上钢五厂钢标样只有总稀土，镧，铈的数据。

　　常熟检验检疫局金属材科实验室已建立了<萃淋树脂分离-ICPAES法测定钢标样中15种稀土元素>，并经鉴定专家亲手操作验证。该文发表在<（美）应用光谱>。

　　八、三位实用光谱分析专家

　　1、我的估计

　　我国如下学者数字的估计对不对？

　　A,能作《50年发射光谱分析仪器变迁及推动力》学术报告的学者，为数十人。

　　B,能作《50年实用发射光谱分析的变迁及推动力》学术报告的学者，为数人。

　　2、全国历来最大光谱分析实验室，印象中为：核工业部北京五所及有色金属研究院。

　　3、三位实用光谱分析专家：

　　A,周锦帆教授，核工业部北京五所、现国家质检总局（77岁）；

　　B,江治教授，江苏省地质系统（约50岁）；

　　C,刘崇华研究员，广东检验检疫局（约40岁）。

　　4、欢迎你提供你心目中的实用光谱分析专家。

　　九、实用发射光谱分析方法的未来

　　A,约10年后的2030年，随着研究的深入人们必将会认识到重金属对人的健康的危害，实际上超过了农药和兽药。

　　B,光谱分析的仪器，仍将在灵敏度，分辨率和重现性的性能进一步提高。但光谱分析理论及光谱分析方法产生革命性的飞跃，可能性不大。

　　C,不同材料/用品微量有害重金属的疑难光谱分析的解决仍不得不依靠小型离子交换柱分离与富集，但将实现自动化。

　　D，光谱分析工作者分为两类：

　　①掌握离子交换分离技术；

　　②不会离子交换分离。

　　E，建议尽量研究我提出的“重金属固相萃取柱”（待发表），以有效地提高疑难样品中微量金属的前处理的分离富集速度。

　　我待发表的重金属固相萃取柱，其回收率≥90%。

　　十、说明

　　1、1963年6月，南京大学分析化学专业毕业论文光谱分析答辩至 今55年，从“艺”55年，本文为纪念之作。

　　2、本文欢迎任何人无偿引用（包括以此作学术讲座），但请注明原作者。

　　国家质检总局<检验检疫科学>杂志原主编周锦帆

　　2018年6月 北京