處理法和有機(jī)進(jìn)樣法。無機(jī)處理法一般是通過灰化或消解將樣品處理成無機(jī)水溶液，再導(dǎo)入儀器進(jìn)行分析，有干灰化法11 3、濕式消解法、微波消解法145、乳化技術(shù)法16"8和萃取分離法等。

　　有機(jī)進(jìn)樣法是以有機(jī)溶劑稀釋樣品直接導(dǎo)入ICP光源進(jìn)行測定110 1-1無機(jī)處理法干灰化法是通過高溫使樣品炭化、灰化后，用酸溶解灰分，變成水溶液再進(jìn)行儀器分析。該方法應(yīng)用最廣泛，其特點(diǎn)是稱樣量靈活、操作簡單、方法檢出限低、精密度高，但前處理時(shí)間長、耗能較大，且加入助灰化劑易引入雜質(zhì)元素。由于灰化過程需高溫加熱，因此適于不易揮發(fā)元素（Fe，Ni，Ca，Mg，Cu，Pb等）的分析，不適于易揮發(fā)元素及H2O2等氧化劑分解有機(jī)物，可用于分析因高溫灰化而揮發(fā)損失的元素。對于潤滑油，常用H2SO4與樣品加熱炭化后，再加HN3和H2O2等與之反應(yīng)生成鹽、H2O和C2.當(dāng)采用HCl4消化時(shí)，由于HCl4易與羥基衍生物反應(yīng)生成不穩(wěn)定且易爆炸的高氯酸酯化合物，所以須先用HNO3氧化處理后，再加HCl4消化才能使消化安全、可靠。

　　潤滑油是一種重要的石油產(chǎn)品，在機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、石油工業(yè)等諸多領(lǐng)域中得到較為廣泛的應(yīng)用。潤滑油中添加劑元素（Mg，Mo，Ca，Zn，Ba，P等）含量通常是油品質(zhì)量和使用性能的重要指標(biāo)之一，而潤滑油中磨損和污染元素（Ni，Ti，Cr，F(xiàn)e，Sn，Al，Mn，Si，Pb，Cu，Ag等）含量是監(jiān)控潤滑油使用性能和預(yù)測各種潤滑機(jī)械故障的重要參數(shù)，特別是，航空潤滑油中雜質(zhì)元素的含量直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和航空安全，GJB135，GJB1263，GJB561，MIL-L-7808，MIL-L-23699等標(biāo)準(zhǔn)對這些元素的含量有嚴(yán)格限定。因此，嚴(yán)格監(jiān)控和準(zhǔn)確測定潤滑油中微量雜質(zhì)元素具有重要意義。

　　測定潤滑油中微量元素常用的方法有原子吸收光譜法、射線熒光光譜法、紫外可見分光光度法等。隨著原子發(fā)射光譜技術(shù)的發(fā)展和成熟，ICP-AES法因具有多元素同時(shí)測定、線性范圍寬、靈敏度高、基體效應(yīng)小、精密度好、快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，在潤滑油元素分析中也得到廣泛應(yīng)用。本文主要討論潤滑油樣品的前處理方法和影響ICP-AES分析結(jié)果的一些相關(guān)因素。

　　1潤滑油樣品的前處理樣品前處理是儀器分析的前提和關(guān)鍵。ICP-AES法分析潤滑油樣品前處理方法可分為無機(jī)微波消解法對于分析潤滑油中某些含量較高的金屬元素效果極好，它是將樣品與酸（如HNO3，HNO3-H2SO4，HNO3-H2O2等）混合，在一定的微波條件（如壓力、微波功率、微波程序等）下進(jìn)行消解。因它具有快速、分解完全、元素?zé)o揮發(fā)損失、酸消耗少、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)已日益得到青睞，并在光譜分析中得到廣泛應(yīng)用。

　　乳化技術(shù)法是加入適當(dāng)?shù)娜榛瘎∣P、Twee-20等）使?jié)櫥蜆悠放c水形成均勻的乳濁液，引入ICP光源進(jìn)行分析。

　　萃取分離法關(guān)鍵是先加入一種有效的氧化劑如碘-甲苯/二甲苯、過氧化氫、硫酰氯、次氯酸鈉等，使樣品中金屬元素與碳鏈斷裂后再以10%HN3或HCl萃取分離，然后將無機(jī)萃取液導(dǎo)入儀器進(jìn)行ICFAES分析。

　　1.2有機(jī)進(jìn)樣法有機(jī)進(jìn)樣法是指用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑（二甲苯、MIBK、四氯化萘、氯仿、四氯化碳等）稀釋樣品，直接導(dǎo)入ICP光源，對照基體相匹配的有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)油（如ConostanS-21等）進(jìn)行光譜分析。其特點(diǎn)是前處理簡單、快捷，結(jié)合ICP-AES測定檢出限可達(dá)0.4~300ng/g，在國內(nèi)外分析潤滑油中得到迅速地開展和應(yīng)用。

　　此外，還有報(bào)道采用高頻低溫灰化法，即使用高頻電磁波（如13MHz）將低壓的氧激發(fā)，使含原子態(tài)氧的等離子體接觸有機(jī)樣品，并在低溫下緩慢氧化有機(jī)物。其缺點(diǎn)是要求有高純氧氣、稱樣量少、灰化時(shí)間長，它較適合一些易揮發(fā)元素如As，Sb，Se等的分析。目前在生物樣品方面應(yīng)用較為成熟，在石油樣品前處理方面受到一定的限制。

　　2應(yīng)用于潤滑油的ICF-AES分析把ICP-AES應(yīng)用于石油樣品的元素分析。1972年Greenfield等研究采用微量進(jìn)樣技術(shù)測定油樣中痕量金屬。

　　21儀器工作條件的選擇電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀的操作參數(shù)主要有3個(gè)，即入射功率、載氣流量和觀測高度。當(dāng)炬管結(jié)構(gòu)尺寸、分析對象及要求不同時(shí)，這些參數(shù)將有較大差別，需經(jīng)試驗(yàn)進(jìn)行確定。一般來說，增大入射功率，等離子體溫度升高，有助于抗非光譜干擾能力的提高，但檢出限不一定能同步得到改善，此時(shí)炬管損壞幾率也增大；增大載氣流量將會(huì)使分析通道溫度降低，電離效應(yīng)變小，有利于堿金屬等易電離元素的測定；適當(dāng)提高觀測高度，有助于減小干擾，使靈敏原子線在初輻射區(qū)有較佳的檢出限。

　　由于有機(jī)物分解需消耗更多的能量，與無機(jī)水溶液分析相比，有機(jī)進(jìn)樣時(shí)須選擇較高的入射功率。Susanl17等發(fā)現(xiàn)在相同的儀器條件下測定水溶液，功率低至0.8kW都能維持穩(wěn)定放電，而在分析石油樣品時(shí)，功率要提高到1. 4~1.5kW才能獲得比較穩(wěn)定的光譜信號。此外，有機(jī)進(jìn)樣分析中冷卻氣、輔助氣和載氣三者流量的大小對炬焰的穩(wěn)定性影響較大，為了減少CN帶發(fā)射的影響，提高信背比，防止炬管積碳，要求有較大流量的冷卻氣和輔助氣；而載氣流量的大小直接影響到進(jìn)樣量，若載氣流量過大，有機(jī)溶劑炬焰的負(fù)荷量偏大，除影響譜線強(qiáng)度外，還會(huì)引起炬管內(nèi)管的積碳而直接影響到炬焰的穩(wěn)定性。另外，合適的輔助氣流量在有機(jī)進(jìn)樣中也是防止炬管積碳和獲得穩(wěn)定測量結(jié)果的關(guān)鍵。因此，最佳操作條件需根據(jù)不同儀器、不同分析對象、不同有機(jī)溶劑等進(jìn)行試驗(yàn)、優(yōu)化而確定。

　　22干擾及校正原子發(fā)射光譜的干擾一般指譜線干擾、基體干擾和背景干擾等。電感耦合等離子體由于其激發(fā)光源的溫度可達(dá)9 000°C以上，樣品在等離子區(qū)中已完全蒸發(fā)和原子化，因此，它與其它激發(fā)光源相比具有試樣轉(zhuǎn)換效率高、干擾效應(yīng)小、譜線信息豐富等特點(diǎn)。

　　由于潤滑油樣品基體較復(fù)雜，當(dāng)基體元素含量明顯大于待測元素時(shí)，對待測元素將有顯著的譜線干擾。如，采用干灰化法處理樣品時(shí)，由于加入含Na助灰化劑，當(dāng)易電離元素Na的含量大于時(shí)，對Fe，Cr，Cu，Ti，Mg，Zn等有明顯的干擾。此外，有些元素譜線較復(fù)雜，即使在較低的濃度下，相互干擾也不可避免，因此必須采取一定途徑來校正或消除，如經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和干擾因子校正法、光譜干擾系數(shù)校正法系數(shù)法）、次因子重疊設(shè)計(jì)分析法等。對于單道掃描發(fā)射光譜儀來說，光譜干擾可通過選擇譜線的方法加以校正或消除；對于多通道（固定通道）的發(fā)射光譜儀，必須通過樣品分析扣除基體空白加以解決。

　　CID檢測器的使用和豐富譜線庫的選擇l20M吏得選擇互不干擾的元素分析線成為可能。

　　另外，霧化去溶干擾也是ICPAES分析中的一種重要干擾，它一般是非特征的，主要是由于溶劑的物理性質(zhì)（如粘度、表面張力、有機(jī)溶劑的揮發(fā)性等）而引起試液的吸入率、霧化效率及霧滴大小分布特性和空間特性的變化最后導(dǎo)致譜線強(qiáng)度的變化?？朔@種干擾的方法除采用蠕動(dòng)泵進(jìn)樣和去溶裝置、內(nèi)標(biāo)法113外，主要通過使樣品、標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白基體保持一致來實(shí)現(xiàn)。

　　23酸及酸度的影響當(dāng)潤滑油樣品采用無機(jī)處理法進(jìn)行ICP-AES分析時(shí)，分析溶液的酸度控制在10%（體積分?jǐn)?shù)）以內(nèi)對待測元素的影響一般較小112.由于HCl4，H2SO4等酸比重和粘度較大，在溶液噴入過程中形成了較大的氣溶膠粒，使樣品蒸發(fā)和原子化受到影響，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量選擇干擾小的HCl，HN3等對樣品進(jìn)行前處理，并且應(yīng)使樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的酸度盡量保持一致，以減少基體效應(yīng)的影響。

　　24有機(jī)進(jìn)樣分析的幾個(gè)問題有機(jī)進(jìn)樣在ICFAES測定潤滑油元素中已湖分別用MIBK和二甲苯作稀釋劑，采用有機(jī)進(jìn)樣ICP-AES法測定潤滑油中15~ 21種痕量金屬；ASTMD51851131介紹了有機(jī)進(jìn)樣ICPAES法測定潤滑油及基礎(chǔ)油中22種金屬元素；趙金偉等研究以煤油稀釋樣品，米用LeemanLabs多道ProfileICP-AES測定潤滑油中9種主要磨損元素。

　　有機(jī)物直接導(dǎo)入等離子體放電可能會(huì)遇到幾個(gè)問題：一是有機(jī)物分解時(shí)吸收較大能量，從而改變等離子體的組成，影響等離子體放電的穩(wěn)定，甚至?xí)沟入x子體炬焰熄滅；二是有機(jī)物分解時(shí)產(chǎn)生的碳?？赡艹练e在等離子炬管的內(nèi)管及中管的末端，使炬管局部或全部堵塞；三是分子帶發(fā)射（如CN及NH）相應(yīng)增強(qiáng)，為避免此現(xiàn)象應(yīng)采取適當(dāng)減少進(jìn)樣量（如降低載氣流量）、提高冷卻氣流量、改進(jìn)炬管結(jié)構(gòu)、改進(jìn)霧化器結(jié)構(gòu)及優(yōu)化操作參數(shù)（以防積炭）等，必要時(shí)可在載氣中加入少量2以抑制分子帶發(fā)射。

　　另外，還應(yīng)注意有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)物和有機(jī)溶劑的選擇問題。用于作校準(zhǔn)曲線的有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)物必須符合：有機(jī)基體與樣品相匹配；能與樣品相似的基礎(chǔ)油或有機(jī)溶劑相混溶；在ICP炬管中具有良好的放電穩(wěn)定性；具有穩(wěn)定的化學(xué)計(jì)量性等要求。常用的有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)物有環(huán)己烷基丁酸鹽、環(huán)烷酸鹽、油酸鹽和二乙基二硫代氨基甲酸鹽等。

　　目前較多米用商品化標(biāo)準(zhǔn)油ConostanS"21油等。

　　潤滑油一般粘度較大，必須用低粘度的有機(jī)溶劑稀釋后才容易在霧化器中霧化，以氣溶膠形式導(dǎo)入等離子體，這要求有機(jī)溶劑應(yīng)滿足：較低的密度和粘度、油溶性好、等離子體放電穩(wěn)定、中等揮發(fā)性、純度高且不含被測元素、毒性小等要求。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)