zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-620Research ArticleСтатьиОПТИМИЗАЦИЯ РАБОЧИХ УСЛОВИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ СКАНДИЯ В АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВАХ МЕТОДОМ ОПТИЧЕСКОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙOPTIMIZATION OF OPERATIONAL CONDITIONS FOR SCANDIUM DETERMINATION IN ALUMINUM ALLOYS BY INDUCTIVELY COUPLED PLASMA OPTICAL EMISSION SPECTROMETRYNingxinG.NingxinG.

Тяньцзинь, 300180

Tianjin 300180

ningxin_bit@hotmail.comНаучно-исследовательский институт физико-химической инженерии атомной промышленностиResearch Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry202008052020872314321Copyright © Ningxin G., 20202020Ningxin G.Ningxin G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/620

Разработан метод определения скандия (Sc) в образцах алюминиевого сплава с помощью оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Метод оптимизирован с помощью конструкции Бокса—Бенкена, в которой оценивались рабочие условия (мощность ВЧ-сигнала, расход газа распылителя и расход пробы). Определены оптимальные условия, в том числе мощность ВЧ-сигнала 1300 Вт, расход газа распылителя 0.83 л/мин и расход пробы 0.9 мл/мин. При этих условиях получены удовлетворительные рабочие характеристики, включающие в себя фоновую эквивалентную концентрацию, пределы обнаружения и количественного определения. В результате оптимизации метод позволяет определить содержание Sc с пределами обнаружения и количественного определения 0.15 и 0.48 мкг/л, его точность подтверждена путем анализа сертифицированного эталонного материала из алюминиевого сплава и использования метода стандартных добавок. Эксперименты со стандартными добавками приводят к восстановлению в пределах 96.5–105.0%. Разработанный метод применен для определения Sc в образцах алюминиевых сплавов Пекинского института авиационных материалов. Полученные данные восстановления находятся в интервале 98.0–100.5%.

A method for the determination of scandium (Sc) in aluminum alloy samples by inductively coupled plasma optical emission spectrometry was developed. The method was optimized by the Box–Behnken design, which evaluated the operational conditions (radio frequency power, nebulizer gas flow rate, and sample flow rate). The optimum conditions were established as a radio frequency power of 1300 W, a nebulizer gas flow rate of 0.83 L/min, and a sample flow rate of 0.9 mL/min. Satisfactory performance characteristics (background equivalent concentration, limits of detection and quantification) were obtained under the optimum conditions. The method proposed using the optimum conditions allowed Sc determination with limits of detection and quantification of 0.15 and 0.48 μg/L, respectively. The accuracy of the proposed method was confirmed by analyzing an aluminum alloy certified reference material and performing a standard addition method. The standard addition experiments resulted in recoveries between 96.5% and 105%. The method developed has been applied to the Sc determination in aluminum alloy samples from the Beijing Institute of Aeronautical Materials, and the recovery study results ranged between 98.0 and 100.5%.

скандийалюминиевый сплаврабочие условияиндуктивно-связанная плазмаоптическая эмиссионная спектрометрияscandiumaluminum alloyoperational conditionsinductively coupled plasma optical emission spectrometryThe author would like to acknowledge the Research Institute of Physical and Chemical Engineering of Nuclear Industry for support of this research.ReferencesF. Sun, G. L. Nash, Q. Li, E. Liu, C. He, C. Shi, N. Zhao, J. Mater. Sci. Technol., 33, 1015–1022 (2017).F. Sun, G. L. Nash, Q. Li, E. Liu, C. He, C. Shi, N. Zhao, J. Mater. Sci. Technol., 33, 1015–1022 (2017).S. Zivkovic, J. Savovic, M. Trtica, J. Mutic, M. Momcilovic, J. Alloys Compd., 700, 175–184 (2017).S. Zivkovic, J. Savovic, M. Trtica, J. Mutic, M. Momcilovic, J. Alloys Compd., 700, 175–184 (2017).G. Li, N. Q. Zhao, T. Liu, J. J. Li, C. N. He, C. S. Shi, E. Z. Liu, J. W. Sha, Mater. Sci. Eng. A, 617, 219–227 (2014).G. Li, N. Q. Zhao, T. Liu, J. J. Li, C. N. He, C. S. Shi, E. Z. Liu, J. W. Sha, Mater. Sci. Eng. A, 617, 219–227 (2014).V. Senkova, O. N. Senkov, D. B. Miracle, Met. Mater. Trans. A Phys. Met. Mater. Sci., 37, 3569–3575 (2006).V. Senkova, O. N. Senkov, D. B. Miracle, Met. Mater. Trans. A Phys. Met. Mater. Sci., 37, 3569–3575 (2006).M. Zhang, T. Liu, C. He, J. Ding, E. Liu, C. Shi, J. Li, Naiqin, J. Alloys Compd., 658, 946–951 (2016).M. Zhang, T. Liu, C. He, J. Ding, E. Liu, C. Shi, J. Li, Naiqin, J. Alloys Compd., 658, 946–951 (2016).H.-R. Stock, B. Köhler, H. Bomas, H.-W. Zoch, Mater. Des., 31, S76–S81 (2010).H.-R. Stock, B. Köhler, H. Bomas, H.-W. Zoch, Mater. Des., 31, S76–S81 (2010).R. E. S. Froes, W. B. Neto, R. L. P. Naveira, N. C. Silva, C. C. Nascentes, J. B. B. da Silva, Microchem. J., 92, 68–72 (2009).R. E. S. Froes, W. B. Neto, R. L. P. Naveira, N. C. Silva, C. C. Nascentes, J. B. B. da Silva, Microchem. J., 92, 68–72 (2009).T. Grigoletto, E. de Oliveira, I. G. R. Gutz, Talanta, 67, 791–797 (2005).T. Grigoletto, E. de Oliveira, I. G. R. Gutz, Talanta, 67, 791–797 (2005).A. Muhammad, C. Xu, W. Xuejiao, S. Hanada, H. Yamagata, L. Hao, M. Chaoli, Mater. Sci. A: Struct. Mater., 604, 122–126 (2014).A. Muhammad, C. Xu, W. Xuejiao, S. Hanada, H. Yamagata, L. Hao, M. Chaoli, Mater. Sci. A: Struct. Mater., 604, 122–126 (2014).M. de O. Souza, M. A. Ribeiro, M. T. W. D. Carneiro, G. P. B. Athaude, E. V. R. de Castro, F. L. E. da Silva, W. O. Matos, Fuel, 154, 181–187 (2015).M. de O. Souza, M. A. Ribeiro, M. T. W. D. Carneiro, G. P. B. Athaude, E. V. R. de Castro, F. L. E. da Silva, W. O. Matos, Fuel, 154, 181–187 (2015).K. Satyanarayana, S. Durani, G. V. Ramanaiah, Anal. Chim. Acta, 376, 273–281 (1998).K. Satyanarayana, S. Durani, G. V. Ramanaiah, Anal. Chim. Acta, 376, 273–281 (1998).J. Połedniok, Chemosphere, 73, 572–579 (2008).J. Połedniok, Chemosphere, 73, 572–579 (2008).N. Carrion, A. M. Itriago, M. A. Alvarez, E. Eljuri, Talanta, 61, 621–632 (2003).N. Carrion, A. M. Itriago, M. A. Alvarez, E. Eljuri, Talanta, 61, 621–632 (2003).T. Grigoletto, E. de Oliveira, I. G. R. Gutz, Talanta, 67, 791–797 (2005).T. Grigoletto, E. de Oliveira, I. G. R. Gutz, Talanta, 67, 791–797 (2005).Y. Shi, Q. Pan, M. Li, X. Huang, B. Li, Mater. Sci. A: Struct. Mater., 621, 173–181 (2015).Y. Shi, Q. Pan, M. Li, X. Huang, B. Li, Mater. Sci. A: Struct. Mater., 621, 173–181 (2015).A. K. G. Silva, J. C. de Lena, R. E. S. Froes, L. M. Costa, C. C. Nascentes, J. Braz. Chem. Soc., 23, 753–762 (2012).A. K. G. Silva, J. C. de Lena, R. E. S. Froes, L. M. Costa, C. C. Nascentes, J. Braz. Chem. Soc., 23, 753–762 (2012).F. A. de Santana, J. T. P. Barbosa, G. D. Matos, M. G. A. Korn, S. L. C. Ferreira, Microchem. J., 110, 198–201 (2013).F. A. de Santana, J. T. P. Barbosa, G. D. Matos, M. G. A. Korn, S. L. C. Ferreira, Microchem. J., 110, 198–201 (2013).M. T. Larrea, B. Zaldivar, J. C. Farinas, L. G. Firgaira, M. Pomares, J. Anal. At. Spectrom., 23, 145–151 (2008).M. T. Larrea, B. Zaldivar, J. C. Farinas, L. G. Firgaira, M. Pomares, J. Anal. At. Spectrom., 23, 145–151 (2008).C. G. Novaes, M. A. Bezerra, E. G. P. de Silva, A. M. P. Santos, I. L. S. da Romao, J. H. S. Neto, Microchem. J., 128, 331–346 (2016).C. G. Novaes, M. A. Bezerra, E. G. P. de Silva, A. M. P. Santos, I. L. S. da Romao, J. H. S. Neto, Microchem. J., 128, 331–346 (2016).R. F. de Oliveira, C. C. Windmoller, W. B. Neto, C. C. Souza, M. A. Beinner, J. B. B. Silva, Anal. Method., 5, 5746–5752 (2013).R. F. de Oliveira, C. C. Windmoller, W. B. Neto, C. C. Souza, M. A. Beinner, J. B. B. Silva, Anal. Method., 5, 5746–5752 (2013).N. M. L. Araujo, S. L. C. Ferreira, H. C. Santos, D. S. Jesus, M. A. Bezerra, Anal. Methods, 4, 508–512 (2012).N. M. L. Araujo, S. L. C. Ferreira, H. C. Santos, D. S. Jesus, M. A. Bezerra, Anal. Methods, 4, 508–512 (2012).M. Khajeh, J. Hazard Mater., 172, 385–389 (2009).M. Khajeh, J. Hazard Mater., 172, 385–389 (2009).M. A. Bezerra, R. E. Santelli, E. P. Oliveira, L. S. Villar, L. A. Escaleira, Talanta, 76, 965–977 (2008).M. A. Bezerra, R. E. Santelli, E. P. Oliveira, L. S. Villar, L. A. Escaleira, Talanta, 76, 965–977 (2008).M. de O. Souza, K. P. Rainha, E. V. R. Castro, M. T. W. D. Carneiro, R. D. Q. Ferreira, Quim. Nova, 38, 980–986 (2015).M. de O. Souza, K. P. Rainha, E. V. R. Castro, M. T. W. D. Carneiro, R. D. Q. Ferreira, Quim. Nova, 38, 980–986 (2015).G. Vanini, M. O. Souza, M. T. W. D. Carneiro, P. R. Filgueiras, R. E. Bruns, W. Romao, Microchem. J., 120, 58–63 (2015).G. Vanini, M. O. Souza, M. T. W. D. Carneiro, P. R. Filgueiras, R. E. Bruns, W. Romao, Microchem. J., 120, 58–63 (2015).C. G. Novaes, S. L. C. Ferreira, J. H. S. Neto, F. A. de Santana, L. A. Portugal, H. C. Goicoechea, Curr. Anal. Chem., 12, 1–8 (2016).C. G. Novaes, S. L. C. Ferreira, J. H. S. Neto, F. A. de Santana, L. A. Portugal, H. C. Goicoechea, Curr. Anal. Chem., 12, 1–8 (2016).S. L. R. Ellison, A. Williams. Comparison of a Measurement Result with the Certified Value. Eurachem/CITAC Guide, ISBN 978–0–948926–30–3 (2012).S. L. R. Ellison, A. Williams. Comparison of a Measurement Result with the Certified Value. Eurachem/CITAC Guide, ISBN 978–0–948926–30–3 (2012).R. E. S. Froes, W. B. Neto, N. O. C. Silva, R. L. P. Naveira, C. C. Nascentes, J. B. B. da Silva, Spectrochim. Acta, B: At. Spectrosc., 64, 619–622 (2009).R. E. S. Froes, W. B. Neto, N. O. C. Silva, R. L. P. Naveira, C. C. Nascentes, J. B. B. da Silva, Spectrochim. Acta, B: At. Spectrosc., 64, 619–622 (2009).J. C. Farinas, I. Rucandio, M. S. P. Alfonso, M. E. V. Tagle, M. T. Larrea, Talanta, 154, 53–62 (2016).J. C. Farinas, I. Rucandio, M. S. P. Alfonso, M. E. V. Tagle, M. T. Larrea, Talanta, 154, 53–62 (2016).J. S. Santos, L. S. G. Teixeira, R. G. O. Araujo, A P. Fernandes, M. G. A. Korn, S. L. C. Ferreira, Microchem. J., 97, 113–117 (2011).J. S. Santos, L. S. G. Teixeira, R. G. O. Araujo, A P. Fernandes, M. G. A. Korn, S. L. C. Ferreira, Microchem. J., 97, 113–117 (2011).P. N. Nomngongo, J. C. Ngila, T. A. M. Msagati, B. Moodley, Microchem. J., 114, 141–147 (2014).P. N. Nomngongo, J. C. Ngila, T. A. M. Msagati, B. Moodley, Microchem. J., 114, 141–147 (2014).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.