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离子色谱-电导抑制法测定电子级双氧水中6种阴离子(一)

发布时间:2021-12-24 14:22 编辑者:特邀作者周世红

由于电子元器件所用试剂中的杂质会对电子元器件性能、导电性及寿命等产生直接影响,因此需要用到纯度较高的双氧水,即“电子级双氧水”,又称为“电子级过氧化氢”。电子级双氧水是大规模集成电路生产工艺中所必须的电子化学原料,被广泛应用于半导体、超大集成电路装配和加工过程中的清洗和腐蚀等方面,是电子工业中一种十分重要的工艺化学品。半导体硅材料纯度较高,但在加工过程中,因各种原因会留下污染物,这些污染物如果不及时清理,就容易影响性能、精准度,甚至报废。所以,半导体硅材料的清洗显得尤为重要。如果用强酸和强碱予以清洗,容易产生副产品,因此多选择用电子级双氧水予以清洗。

传统的过氧化氢中无机阴离子的测定常采用比浊法和比色法,但上述方法仅能对单一离子测定,无法对微量阴离子进行测定。采用离子色谱法则能够准确地对过氧化氢中阴离子进行测定,该方法在国内外已报道,但过氧化氢对离子色谱柱会产生不可逆的损害,因此一定要进行样品前处理以除去过氧化氢。目前常用铂催化法进行样品前处理,但其缺点是操作步骤冗长、费时;而采用蒸发浓缩分解法处理样品则会导致微量阴离子的损失;部分采用柱切换技术处理样品,但是该方法的操作难度较大。

目前阴离子测定方法主要有重量法、比色法、分光光度法、离子选择电极法、离子色谱法等。其中,离子色谱法具有检出限低、准确度高、前处理简单等特点,可同时测定多组分,是阴离子分析的常用方法。叶明立等采用催化与电解分解法相结合的前处理法,用离子色谱测定电子级双氧水中阴离子。但上述方法均需要样品前处理,耗时、耗力、操作繁琐。

笔者采用大体积直接进样,用阀切换技术消除基体干扰,经预浓缩,配合在线淋洗液发生器,选用AS-19型阴离子交换柱进行色谱分离。在30min内6种阴离子分离较好,具有操作简单、检出限低、精密度和回收率好的特点,为电子级双氧水中痕量阴离子的检测提供科学依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪:ICS-5000+型,配备CD电导检测器、ADRS600-2mm阴离子抑制器、EGCMSA淋洗液发生器、自动进样器、Chromeleon7.0色谱工作站,美国ThermoFisher公司。分析柱:AS-19(250mm×4mm),填料为树脂,美国赛默飞世尔公司。保护柱:AG-19(50mm×2mm),填料为树脂,美国Dionex公司。阴离子捕获柱:UTAC-XLP1(16mm×6mm),美国ThermoFisher公司。连续再生阴离子捕获柱:CR-ATC,美国Dionex公司。超纯水净化器:ICW-3000型,美国密理博公司。电子天平:AL104型,感量为0.1mg,梅特勒-托利多仪器有限公司。滤膜:孔径为0.22μm,美国Agela公司。F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-标准溶液:质量浓度均为1000μg/mL,编号依次为GBW(E)080520、GBW(E)080519、GBW(E)080521、GBW(E)080522、GBW(E)080523、GBW(E)080524,国防科技工业应用化学一级计量站。KOH淋洗液由自动淋洗发生器按照需要自动稀释配制。实验用水为密理博超纯水净化器制备,电阻率为18.2MΩ·cm(25℃)。

1.2 溶液配制

1.2.1 混合标准溶液

精确移取F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-标准溶液1.00mL,置于100mL容量瓶中,用超纯水定容至标线,摇匀,配制成6种阴离子的质量浓度均为10μg/mL的混合标准溶液。

1.2.2 系列混合标准工作溶液

依次移取0.01、0.02、0.05、0.10、0.20mL的混合标准溶液,分别置于5个100mL容量瓶中,用超纯水定容至标线,摇匀,配制成各阴离子的质量浓度均分别为1、2、5、10、20μg/L的系列混合标准工作溶液。

1.3 仪器工作条件

色谱柱:AS-19分析柱(250mm×4mm,4μm,美国赛默飞世尔公司);色谱柱温度:35℃;电导池温度:35℃;淋洗液:KOH溶液;梯度洗脱程序见表1;流量:0.3mL/min;抑制器电流:30mA;进样体积:250μL。

1.4 样品的预处理

取250μL已用0.22μm滤膜过滤的样品,按照1.3仪器工作条件进行测定。以保留时间定性,色谱峰面积外标法定量。

相关链接:树脂过氧化氢过氧化氢酶

 


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