碰撞反应池等离子体质谱法同时测定高纯工业品三溴化硼中27种金属元素

周大颖，祝 飘，钟宏波*，张 慧

(1.贵州省产品质量监督检验院，贵州 贵阳 550016；2.贵州威顿晶磷电子材料有限公司，贵州 贵阳 550014)

碰撞反应池等离子体质谱法同时测定高纯工业品三溴化硼中27种金属元素

周大颖1，祝 飘2，钟宏波1*，张 慧1

(1.贵州省产品质量监督检验院，贵州 贵阳 550016；2.贵州威顿晶磷电子材料有限公司，贵州 贵阳 550014)

目的：建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定高纯工业品三溴化硼中铝、锑、砷、钡、铋、镉、钙、铬、钴、铜、镓、金、铁、铅、锂、镁、锰、汞、镍、钾、银、钠、锡、锶、钛、钒、锌的方法。方法：采用标准加入法及碰撞反应池技术消除干扰，确立了最佳测定条件。结果：检出限为0.003～0.166μg/L，精密度为1.0%～6.4%，回收率在88.8%～114.8%之间。结论：本方法无复杂前处理步骤、重复性好、灵敏度高、操作简便，完全适用于高纯工业品三溴化硼中27种金属元素的同时测定。

电感耦合等离子体质谱法 ；高纯工业品三溴化硼；金属元素；标准加入法；碰撞反应池技术

近年来，随着能源短缺、环境污染等问题的日趋严重，各发达国家纷纷发展电子工业。高纯三溴化硼可作为硼源在前扩散过程中对半导体进行掺杂，也可经氢还原进一步得到半导体行业所用高纯硼粉[1]。目前市场上对高纯工业品三溴化硼中金属元素含量要求均在10-6以下，对分析的准确度和灵敏度要求都很高。为此，本文对仪器工作条件及样品前处理进行了研究，采用标准加入法及碰撞反应池技术消除基体的干扰，建立了用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定半导体行业用高纯工业品三溴化硼中27种元素的检测方法[2-6]，该方法在国内尚未见文献报道。本文为高纯工业品三溴化硼产品的质量监管提供技术支持，供同行参考借鉴。

1 材料与方法

2.1 仪器与试剂

2.1.1

电感耦合等离子体质谱仪(7700S)；Millipore超纯水处理系统(明澈24)，在线制备电导率(25℃)不大于0.0055 mS/m的超纯水；氩气、氢气、氦气(纯度>99.99%)

2.1.2 混合标准溶液Ⅰ

1 mL溶液含Ag、Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Sr、V、Zn 各0.010 mg；混合标准溶液Ⅱ：1 mL溶液含Au、Sb、Sn 各0.010 mg；混合标准溶液Ⅲ：1 mL溶液含Ti、Bi各0.010 mg；单元素标准溶液Ⅳ：1 mL溶液含Hg 0.010 mg。以上标准物质均由国家标准物质中心提供。

2.1.3

质谱调谐液1.0μg/L(Li、Mg、Y、Ce、TI、Co)，由安捷伦公司提供。

2.2 试验方法

2.2.1 样品预处理

移液管准确移取待测试样1.0 mL(约2.65 g)于100 mL洁净干燥的坩埚中，缓慢向坩埚里滴加水，滴加约1 mL后，再向坩埚内加入约20 mL水，然后将坩埚放到电热板上加热消解，电热板温度调至90 ～100 ℃，待坩埚中的样品液澄清后，将坩埚从电热板上取下，将样品液转移到100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

2.2.2 工作曲线溶液的制备

用移液枪各移取0.5 mL的混合标准溶液Ⅰ、混合标准溶液Ⅱ、混合标准溶液Ⅲ和单元素标准溶液Ⅳ，置于同一100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。该标准溶液现用现配，1 mL溶液中含阳离子各0.05 μg。

用移液管移取六份10 mL试验溶液，分别置于六个100 mL容量瓶中，再用适合的移液管准确移取0.00 ,0.025 ,0.05,0.10 ,0.20 ,0.40 mL上述标准溶液，分别置于上述容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

2.2.3 样品测定

按电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)操作规程打开仪器，在真空已经准备好状态下，打开冷却水循环，打开氩气阀、氦气阀、氢气阀，吹扫气路，装好蠕动泵管，待仪器处于稳定状态后，对工作曲线溶液进行测定，以被测各阳离子浓度为横坐标，对应的响应值为纵坐标绘制工作曲线。将曲线反向延长与横坐标相交，交点即为被测金属元素的浓度(μg/L)。

3 结果与讨论

3.1 仪器检出限、方法的精密度及回收率

采用超纯水做空白溶液，重复测定20次，计算各元素的标准偏差(σ)，3σ所对应的浓度即为检出限；按照上述样品前处理方法，对同一高纯品三溴化硼连续测定11次，得出各元素的平均浓度，计算相应的相对标准偏差(RSD)；在样品中加入适量标准溶液测定并计算出各元素加标回收率，结果见表1。检出限在0.003～0.166μg/L之间； RSD 均不高于7%；其回收率均在88.8%～114.8%之间，说明本方法测定准确度高，满足试验分析要求。

表1 仪器检出限、方法的精密度及加标回收率

4 结论

本文建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定高纯工业品三溴化硼中27种金属元素的方法。方法灵敏度高、检出限低、精密度高、回收率好，且无复杂的前处理过程，完全适用于高纯工业品三溴化硼中的27种金属元素同时测定，在实际工作中具有很好的推广价值。

[1] 夏 雯,刘淑凤,蒋文全，等.高纯三溴化硼的制备[J] .化学试剂，2014，36( 6) : 569-570, 573.

[2] 李金英，石 磊，鲁盛会，等.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及其联用技术研究进展[J].中国无机分析化学，2012, 2(2): 1-5.

[3] 刘 红，赵春华，刘 英.高纯二氧化锗中痕量杂质的ICP-MS法测定[J].分析试验室，2006, 25(7): 64-66.

[4] 王金磊.电感耦合等离子体质谱法高纯镍粉中18种杂质元素含量的测定[J].四川化工，2013, 16(6): 33-35.

[5] 袁 静，王亚林，汤洁.微波消解-ICP/MS法同时测定水产品中13种元素[J].环境监测管理与技术,2013, 25(5): 31-33.

[6] 袁利杰，刘 辉，郑子栋.ICP-MS法测定注射用水中16种金属元素的含量[J].中国药师，2014, 17(12): 2043-2045.

(本文文献格式：周大颖，祝 飘，钟宏波.碰撞反应池等离子体质谱法同时测定高纯工业品三溴化硼中27种金属元素[J].山东化工，2017，46(04)：86-87，90.)

Simultaneous Determination 27 Kinds of Metal Elements in High Purity Industrial Boron Tribromide by Collision Reaction Pool Plasma Mass Spectrometry (icp-ms)

ZhouDaying1，ZhuPiao2，ZhongHongbo1*，ZhangHui1

(1.Institution of Supervision and Inspection Product Quality of GuiZHou Province，Guiyang 550016,China；2. Guizhou Wylton Jinlin Electronic Materials Co., Ltd., Guiyang 550014,China)

The method for simultaneous determination Al、Sb、As、Ba、Bi、Cd、Ca、Cr、Co、Cu、Ga、Fe、Pb、Au、Li、Mg、Mn、Hg、Ni、K、Ag、Na、Sn、Sr、Ti、V、Zn of High purity industrial boron tribromide had been established by inductively coupled plasma mass spectrometry(icp-ms). Methods: The best working conditions of instrument had been established. The interference had been eliminated by standard addition method and collision reaction pool technology . Results: Detection limit in 0.003 ～ 0.166μg/L, precision is 1.0%～ 6.4%, recovery is between 88.8%～114.8%.Conclusion:The method without complicated pretreatment steps, good repeatability, high sensitivity, simple operation suitable for simultaneous determination 27 kinds of metal elements in High purity industrial boron tribromide.

inductively coupled plasma mass spectrometry; High purity industrial boron tribromide; Metal elements; Standard addition method; Collision reaction pool technology

2017-01-13

周大颖(1979—)，女，黑龙江青冈人，高级工程师，医学硕士， 主要从事化工产品质量检验工作；通讯作者：钟宏波(1972—)，女，山东人，高级工程师，理学学士，主要从事化工产品质量管理及检验。

O657.63

A

1008-021X(2017)04-0086-02