石墨炉的使用注意问题及维护

张明 0 2025-02-18

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石墨炉

仪器的使用一般的仪器说明书上面有的常规步骤就不多说了，大家知道，仪器状态正常是取得准确数据的先决条件，但是有时仪器自检也许是已经通过了，但是有些仪器部分还是需要大家来检查：

石墨炉的使用注意问题及维护

1、光谱仪部分：

看灯的负高压是否处于正常范围（一般是450~650v），如果突然发现负高压特高，估计你就要检查光路了，看是否有异物挡住了光路，镜片是否有起雾结冰。此时，就需要用擦镜纸或者吹风机吹干，同时检查环境温湿度是否达标。

2、自动进样器：

首先，观察自动进样器管路是否出现异常，有时一个晚上或者是更久时间不用，溶液会在自动进样器的毛细管中蒸发结晶，导致自动进样器堵塞，或者是管路不流畅。此时，在清洗过程中，仪器毛细管出水滴的速度会很慢。或者是吸水也会有延迟现象。看是否能够准确地将溶液注入到石墨管中，同时也要注意检查清洗进样毛细管，是否挂水珠，如果有，可以用酒精或者是稀硝酸擦洗。接着，检查冷却循环水，看压力是否在许可范围之内。
仪器维护

正确的仪器使用方法和及时的仪器维护是延长仪器寿命、保证仪器正常运转的有效途径之一。

石墨炉的维护在石墨炉膛部分，因为里面是加热高温-低温冷却一个循环过程。同时，里面还有还原性强的石墨产生积碳，此外还有不同的待测物质灰化时产生的烟雾，这些都会在炉膛或者是炉膛光路上的透镜附近凝结。如果长时间不清理，炉膛底部的光控温镜可能会因为积碳的干扰，失去控温能力，导致石墨管烧断。

自动进样器也是维护的重点对象，石墨炉报出数据的精密度低，跟进样量少（10~30ul）有很大关系。其中的毛细管道长年用蒸馏水作为清洗液，难免会有空气灰尘进入并在管路拐弯处集结。日积月累，如果有一天发现自动进样器吸样或清洗时出现了压力延迟，可能就是此原因了。

同时，如果长久不用，仪器可能会长出青苔。定时用稀硝酸清洗是最好的选择，但是清洗完毕记得在用蒸馏水清洗管路，因为里面的注射器活塞式金属质地的。

干燥、灰化、原子化、净化阶段

1、干燥温度
干燥温度是指通过加热使试样中的水分或溶剂蒸发掉的温度。一般建议选择100摄氏度左右，对于有机试样最高选择130摄氏度左右。干燥温度如果选择过低，水分或有机溶剂在干燥阶段就不能蒸发，导致分析测试结果不理想。

干燥时间应根据样品的体积（进样体积）而定，一般选择样品的微生数*（1~2）（s）。但是要注意，干燥时间与石墨炉的结构、加热方式、升温模式等有关，也不能千篇一律。干燥阶段的升温方式也很重要，如果已知样品的性质，可以将温度快速升到略低于沸点，然后再缓慢地把温度升到刚好高于沸点，并且保持15s左右。

2、灰化温度
灰化温度是指通过加热使试样中的基体灰化掉，只留下被测试样品的温度。一般而言，灰化温度的选择要根据具体情况而定。如：测Cd时，一般选择灰化温度在500摄氏度以（与所加的基改有关）；测Cu时，一般选择800~900摄氏度（如果加某些基改，最多选择1200摄氏度左右）。

灰化温度和升温方式的选择原则：一般在不产生待测元素损失的情况下，尽量选择比较高的灰化温度，并采用阶梯升温方式。为了尽量多的排除共存物质，在升温时要注意设置一段保持时间，而保持时间的长短根据不同的加热方式和石墨炉的结构而定。有时为了能除去更多的共存组分，可以考虑设置多个灰化阶段，前提是不把被测样品挥发掉。

3、原子化温度
原子化温度是指通过加热使试样由分子状态变成原子状态的温度。原子化温度是由元素及其化合物性质所决定的。最佳的原子化温度应该是在刚好出现最大吸光度时对应的温度。原则上应选择较高的原子化温度或吸光度最大值范围处的原子化温度。但是，原子化的温度太高就会影响原子化器和石墨炉的寿命；太低就又不能实现理想的原子化，影响分析效果。因此，原子化温度选择的原则是能得到最大吸收信号的最低温度。

而原子化时间选择的原则是：必须使吸收信号能在原子化阶段回到基线。从开始到回到基线的整个时间，就是最佳原子化时间。原子化时间若太短，就会造成峰形拖尾。一般在保证样品完全原子化的前提下，原子化时间越短越好。

4、净化温度
净化温度是指用比原子化阶段稍高的温度加热空烧石墨管，以此除去石墨管内上一次测试时样品的残留，这个温度就叫净化温度。一般比原子化温度要高200~400摄氏度。对于多数仪器，横向加热，一般净化温度可取2200~2500摄氏度。

以上是一些石墨炉升温设定的原则，一般情况下，可以先用仪器的默认设置，然后再通过进样，观察吸光值和峰形加以调整。

升温程序参数如何优化？

关于各个元素的石墨炉原子吸收分析法测定条件，各品牌仪器都有默认设置条件。分析样品性质、进样体积、对分析结果的要求，这些是设定和优化测定条件的依据。此外，还应考虑石墨管自身的一些问题，如不同批次的石墨管之间在纯度、密度、电阻率等方面有不均匀性问题存在，也有在同一批中不同管之间性能存在差异的情况。同一只石墨管在使用过程中管壁变薄或表面变粗糙，以致发生热解层脱落都是影响测定条件选择的因素。

升温模式斜坡升温模式由三个参数决定，即起始温度T0，要求达到的温度T1和由T0达到T1的时间Δt，实际上只有两个参数，T1和Δt。若T1已定，愈大，升温速率愈慢；当Δt已定，T1愈大，升温速率愈高。这种升温模式主要用于干燥阶段。斜坡升温模式的特点是能缓慢而平稳的由T0升到T1。阶梯升温模式又称台阶升温，由起始温度T0直接升至要求达到的温度T1，从理论讲其升温时间Δt＝0。实际上Δt不可能为零，而是很小，不影响阶梯升温模式功能的发挥，它主要用于灰化阶段，也有采用斜坡升温与阶梯升温相结合的方式。阶梯升温模式的特点是升温时间快。原子化阶段大都采用温控升温或温控最大功率升温方式。

八项ICP-OES日常维护内容

一、维护日程表
1、每天点火前：检查氩气的压力和供应量是否足够；检查蠕动泵管线的弹性以及是否存在粘连现象。
2、必要时：当发现雾化器或雾化室有污染或损坏迹象时，应立即清洗或更换；矩管出现积盐或损坏时也需及时处理。
3、每月：清洁或更换仪器空气滤网、冷锥/前置光路窗片；对循环水机空气滤网进行清洁，并执行仪器校正工作。
4、每3个月：更换冷却循环水机中的水，可加入适量异丙醇以防止细菌滋生。
5、每年：更换氩气过滤器。

二、调节泵管压力
调节泵管压力是一个细致的过程，具体步骤如下：
1.在软件界面上打开标准泵。
2.将样品管从溶液中提起，制造一段气泡后再放入溶液中。
3.观察气泡移动情况，逆时针调松压臂螺丝直到气泡停止前进。
4.缓慢顺时针拧紧螺丝直至气泡再次开始移动。
5.最后将螺丝额外拧紧1.5至2圈以保证合适的压力。

三、蠕动泵管线

蠕动泵管线的典型使用寿命大约为1到2周（基于8小时工作日）。在每次做样结束后应当松开蠕动泵管以延长其寿命。如果遇到进样不均匀或者更换了新的泵管，则需要重新优化泵臂压力。

四、雾化器与雾化室

当雾化器堵塞导致雾化室内气溶胶减少、灵敏度降低时，可以通过使用稀酸或甲醇借助蠕动泵倒抽的方式尝试疏通。对于严重堵塞的情况，可以考虑将雾化器浸泡在稀酸或浓硝酸中过夜，之后用注射器反冲。建议所有样品经过0.45微米的水系滤膜过滤后再进行测试。注意不要超声波清洗或用硬物捅雾化器，以免造成损害。

对于雾化室的污染问题，通常表现为精密度下降，此时可以将其置于20%的硝酸溶液中浸泡过夜，随后用超纯水冲洗干净。

五、炬管

炬管上的积盐问题可以通过将其短暂地浸泡在50%王水或浓硝酸中来解决，但要注意浸泡时间不宜过长且要随时检查状态。清洗后务必用超纯水彻底冲洗，并自然晾干或用气体吹干。避免让橡胶部分接触酸性物质或高温环境。

六、冷锥与前置光路窗片

冷锥表面若出现积盐，可用软湿布或棉签蘸取低浓度硝酸或酒精擦拭。严重情况下可以采用超声波清洗，但禁止使用钢丝球等粗糙工具。前置光路窗片若有灰尘堆积，可以用镜布或擦镜纸蘸无水乙醇轻轻擦拭，必要时直接更换窗片。

七、仪器空气滤网与冷却循环水机

仪器空气滤网积灰会影响空气质量，因此应该定期用吸尘器清理，也可以使用中性清洁剂或纯水清洗后用电风扇吹干。冷却循环水机每三个月需要换水，并确保放置该设备的房间温度保持在25℃以下。

八、氩气过滤器

氩气过滤器每年都需要更换一次，以确保提供给ICPOES的氩气质量良好，从而维持仪器的最佳性能。

内容来源：光谱分析之家

责任编辑：展源

审　　核：何发

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