氨气吸收液中杂质元素检测方案(等离子体质谱)

ThermoFisherS CIENTIFICThe world leader in serving science 方法开发报告 ICP-MS 测定氨气吸收液中的杂质元素赛默飞世尔科技痕量元素分析应用中心 检测项目 Be、BNa、Mg、K、Ca、Fe、As、Mn、Fe、Cr、Co 等 仪器 iCAP Qc 试剂及标准品 高纯硝酸 (Trace Metal Grade， Fisher Scientific)；IV-ICPMS-71A 10 u g/mL (Inorganic Venture) 工作曲线溶液 采用进口物质水溶液，做标准工作曲线，计算样品中元素含量； 样品前处理方法 样品直接用去离子水稀释50倍上机测定 仪器参数(代表Cool Plasma 参数) Parameter Value Parameter Value Analyzer Pressure Readback (mbar) 1.00E-06 Plasma Power(W) 1550(550) Spray ChamberTemperature (°C) 2 Auxilliary Flow(L/min) 0.79 Cool Flow (L/min) 14 Nebulizer Flow(L/min) 1.06 Peristaltic Pump Speed(rpm) 25 Torch VerticalPosition -0.9 Q Cell gas (mL/min) He4.0(0) KED 3v(1) 质量数选择 Be9、B11、24Mg、39K、44Ca、48Ti、52Cr、55Mn、56Fe、60Ni、63Cu、66Zn、75As、88Sr、111Cd、137Ba、208Pb 分析者 王艳萍 分析时间 2013-09-12至15 背景介绍 高纯氨气的应用领域 LED领域，为蓝绿光 GaN LEDs 外延工艺(MOCVD)中生成氮化家基层提供氮的来源。MOCVD 是 LED 产业发展的关键支撑，也是氨气应用的主要工艺。在蓝绿光 GaN LEDs 外延工艺(MOCVD)中要生成镓化家基层，需要大量高纯氨气来提供氮的来源。纯度要求在7N (99.99999%)以上。 另外一个应用领域光伏太阳能，硅片清洗、在 CVD 过程中生产氮化硅薄膜。太阳能作为一种清洁、高效的可再生能源，能广泛应用于家庭发电系统和大型商业光伏项目等诸多领域。高纯氨气为在在 CVD 过程中生产氮化硅薄膜提供氮源，是光伏太阳能行业必不可少的重要电子气体。 目前世界上很多的半导体生产都在中国大陆本土，相对应的-]一些半导体产业的下游企业，生产高纯氨气供应给上游企业。重金属含量是是其中的一个重要指标。一般测定主要是把氨气通过去离子水吸附，测定吸附后去离子水中的重金属。由于要求氨气纯度很高，而且氨气不能够无限被去离子水吸附。去离子水吸附氨气最高浓度20%，所以对测量仪器具有很高的灵敏度要求。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)定定微量元素具有操作简单、干扰少等优点，而且可多元素同时测定、灵敏度高、动态范围宽，可测定氨水中的重金属元素。ICP-MS 法可进行多元素同时分析，具有快速、准确等特点。下面介绍 ICP-MS 测定氨水中的重金属杂质元素。 样品前处理 液态氨气，转移入装有去离子水的聚四氟乙烯去离子水瓶中，轻轻摇匀后待测。 三、 标准工作曲线浓度，及回归线性相关系数 将 IV-ICPMS-71A用1%的硝酸配制成为稀释成为 100ppb 的母液。然后在准备一个250mL 的聚四氟乙烯的塑料瓶，其中放入200mL去离子水，加入1mL的硝酸摇匀后准备上机测定，采用雾化器自吸法上机，防止蠕动泵管带来污染，作为标准曲线空白点。然后分别在测定空白后加入200 uL母液摇匀测定作为 0.1ppb点。然后再分别加入200、600、1000n L 作为0.2、0.5、1.0ppb标注曲线点。 Parameter Value Confidence Delta a StdErr Confidence Delta a b 186.945.526 +/-8.405.1973 5.694.964 3.046 b 86.071.384 +/-1.813.8556 1.228.983 1.428 a 1.485.925 +/-0.0000 0.000 0.000 a 240.003 +/-0.0000 0.000 0.000 R2 0.997 R2 0.999 BEC 0.0079ppb BEC 0.0028 ppb IDL(LOD) 0.0001 ppb IDL(LOD) 0.0003 ppb Details Details 52Cr(KED)I ..... ....：.............................. ........................ ........... ............... ...... ........ ...... ............................. ............................... .. ... ... .................. …... Value Confidence Delta a Confidence Delta a StdErr Rel. StdErr[ Value Parameter Value Confidence Delta a StdErr Rel.StdErrI b b 7.112.638 36.501.229 +/-888.0865 601.725 1.649 33.545.808 b 9.671.200 +/-234.2362 158.707 1.641 a 17.500 19.167 +/-0.0000 0.000 0.000 1，497.593 a 75.000 +/-0.0000 0.000 0.000 R2 ....... .......... .. 1.000 0.999 R^2 0.998 R2 0.999 BEC BEC 0.0025 ppb| 0.0005 ppb BEC 0.0446 ppb BEC 0.0078 ppb IDL(LOD) 0.0028 ppb 0.0004 ppb StdErr IDL(LOD) 0.0117 ppb IDL(LOD) 0.0062 ppb Confidence Delta a StdErr Rel. StdErrI Details bl 6.804.718 +/-111.7302 75.703 1.113 b 9.858.451 +/-215.3366 145.902 1.480 II 63Cu (KED)I al 0.833 +/-0.0000 0.000 0.000 66Zn (KED) a 170.001 +/-0.0000 0.000 0.000 R^2 1.000 R2 0.999 f(x)=b*x+a BEC 0.0001 ppb BEC 0.0172 ppb Parameter IDL(LOD) Value Confidence Delta a StdErr Rel.StdErr[ Parameter Value Confidence Delta a StdErr Rel. StdErr[ .. bl 12.739.872 +/-142.1311 96.301 0.756 b 3.376.310 +/-69.1259 46.836 1.387 a 99.167 +/-0.0000 0.000 0.000 a 25.833 +/-0.0000 0.000 0.000 R2 1.000 R2 0.999 BEC 0.0078 ppb BEC 0.0077 ppb 0.0078 ppb 0.0077 ppb IDL(LOD) 0.0003 ppb IDL(LOD) 0.0071 ppb Details Details ... Concactrarionbasl f(x)=b*x+a f(x)=b*x+a Parameter Value Confidence Delta a StdErr Rel. StdErr[ Parameter Value Confidence Delta a StdErr Rel. StdErr[ b 35.060.235 +/-1.001.4717 678.550 1.935 bl 7.639.130 +/-222.8667 151.004 1.977 a 2.149.357 +/-0.0000 0.000 0.000 a 0.000 +/-0.0000 0.000 NaN R2 0.999 R2 0.999 BEC 0.0613 ppb| BEC 0.0000 ppb IDL(LOD) 0.0054 ppb IDL(LOD) 0.0000 ppb| f(x)=b*x+a Details Parameter Value Confidence Delta a StdErr Rel. StdErr[ Value Confidence Delta a StdErr Rel.StdErr b215.443.242 +/-16.553.1496 11.215.631 5.206 b 265.111.868 +/-8.684.1115 5.883.943 2.219 a 2.932.017 +/-0.0000I 0.0001 0.000 a 3.333 +/-0.0000 0.000 0.000 R2 0.993 R2 0.999 BEC 0.0136 ppb BEC 0.0000 ppb IDL(LOD) 0.0020 ppb IDL(LOD) 0.0001 ppb ....... .... .... The world leader in serving science 四、 测试结果(Hg/L) 9Be 11B 23Na 24Mg 27Al 39K 40Ca (STD) (STD) (CPS) (CPS) (KED) (CPS) (CPS) 1# ND 0.01 0.17 0.02 0.38 0.05 0.31 2# ND 0.01 0.02 0.01 0.12 0.02 0.27 3# ND 0.01 0.08 0.10 0.21 0.05 0.84 51V 52Cr 55Mn 56Fe 59Co 60Ni 60Ni 63Cu (KED) (KED) (KED) (CPS) (CPS) (KED) (CPS) 1# ND 0.01 0.21 0.05 ND 0.01 ND 2# ND 0.01 0.06 0.02 ND 0.01 ND 3# ND 0.01 0.08 0.08 ND 0.01 ND 66Zn 68Zn 71Ga 75As 78Se 82Se 85Rb (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) 1# 0.07 0.07 ND ND 0.07 0.14 ND 2# 0.02 0.02 ND ND 0.03 0.05 ND 3# 0.05 0.05 ND ND 0.04 0.06 ND 111Cd 114Cd 141Pr 205T1 208Pb 232Th 238U (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) (KED) 1# ND 0.03 ND ND 0.01 0.01 ND 2# ND 0.01 ND ND 0.01 ND ND STD 代表无气体标准模式 KED 代表氦气碰撞动能歧视模式 CPS 代表冷焰模式 ND 代表未检出 五、 结果讨论 去离子水中一般都会存在一定含量的硅元素，如果需要控制样品中含量很低的硅，需要在纯水机中加配除硅柱样品测试如果非常关心环境元素例如：钾、钠、钙、铁等元素，需要在实验室环境方面给予更多的关注，例如建立洁净实验室 气体中杂质测试，因需要控制的限量很低，建议大量吸收气体，争取做到富集样品，提高检出限。 副 咪