Spectromètre d'émission ICP (ICP-AES/ICP-OES)
Spectromètre d'émission ICP (ICP-AES/ICP-OES)
Spectroscopie d'émission atomique à plasma à couplage inductif (ICP-AES), également appelée spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES), est une technique analytique utilisée pour la détection d'éléments chimiques. C'est un type de spectroscopie d'émission qui utilise un plasma couplé par induction pour produire des atomes et des ions excités qui émettent un rayonnement électromagnétique à des longueurs d'onde caractéristiques d'un élément particulier. Le plasma est une source de gaz source ionisé à haute température (souvent de l'argon). Le plasma est maintenu par couplage inductif à partir de bobines électriques à des fréquences de l'ordre du mégahertz. La température de la source est comprise entre 6000 10,000 et XNUMX XNUMX K. L'intensité des émissions de diverses longueurs d'onde de lumière est proportionnelle aux concentrations des éléments dans l'échantillon.
Spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) est une technique d'analyse utilisée pour déterminer la quantité de certains éléments présents dans un échantillon. Le principe ICP-OES utilise le fait que les atomes et les ions peuvent absorber de l'énergie pour déplacer les électrons de l'état fondamental vers un état excité.
La différence entre ICP-AES et ICP-OES est que l'ICP-AES teste chaque élément un par un, tandis que l'ICP-OES teste tous les éléments à la fois.
ICP-AES
ICP-OES
FeaCaractéristiques de l'ICP-AES/ICP-OES
ICP-AES L'analyse des traces d'éléments dans le sol est souvent utilisée pour l'analyse des éléments traces dans le sol. C'est pour cette raison qu'elle est souvent utilisée en criminalistique pour déterminer l'origine des échantillons de sol trouvés sur les scènes de crime ou sur les victimes, etc. Le prélèvement d'un échantillon d'un témoin et la détermination de la composition métallique, ainsi que le prélèvement de l'échantillon obtenu à partir des preuves et la détermination de cette composition métallique permettent d'établir une comparaison. Bien que les preuves du sol ne soient pas suffisantes devant un tribunal, elles renforcent certainement d'autres preuves.
ICP-OES L'ICP-OES peut même détecter une variété de non-métaux, ce qui constitue une limitation par rapport à d'autres techniques similaires, notamment l'AAS et l'AFS. De plus, l'ICP-OES peut être utilisé pour identifier plusieurs éléments simultanément. Il s'agit d'un autre avantage majeur par rapport à l'AAS et à l'AFS, qui ne peuvent détecter qu'un seul élément à la fois.
Applications de l'ICP-AES/ICP-OES
ICP-AES est parfaitement adapté à une large gamme de types d'échantillons, notamment les liquides, les solides et les gaz. Il est souvent préféré pour l'analyse de matrices complexes. Par exemple :
- Analyses géologiques et minières : L'ICP-AES peut traiter les éléments géologiques, miniers et des terres rares. Analyse d'échantillons géologiques, notamment de roches, de minerais et de minéraux, pour déterminer la composition élémentaire et identifier les éléments précieux ou économiquement importants. De nombreuses mines utilisent l'ICP-OES pour vérifier la pureté des minerais extraits de manganèse, de nickel ou de métaux précieux.
- Métallurgie et science des matériaux : Contrôle qualité et analyse des métaux et alliages dans des industries telles que la métallurgie, la fabrication et l'aérospatiale pour la composition des alliages et la détection des impuretés.
- Analyse environnementale: Détermination des traces de métaux et de non-métaux dans des échantillons environnementaux tels que le sol, l'eau et l'air pour la surveillance de la pollution et le respect des réglementations environnementales.
ICP-OES est couramment utilisé pour les échantillons liquides, ce qui en fait un excellent choix pour les analyses de routine dans des applications telles que les tests environnementaux, la métallurgie et le contrôle qualité. Par exemple :
- Analyse élémentaire de routine : Largement utilisé pour l'analyse de routine de divers échantillons liquides dans le contrôle qualité, la fabrication et les applications industrielles.
- Analyse métallurgique : Analyse des métaux et alliages dans la métallurgie, les fonderies et les procédés de fabrication pour le contrôle qualité et la caractérisation des matériaux.
- Surveillance de l'environnement: Surveillance et analyse d'échantillons environnementaux, notamment d'eau et de sol, pour détecter et quantifier les oligo-éléments et les contaminants.
- Analyse pétrochimique : Analyse des produits pétrochimiques, notamment des carburants, lubrifiants et produits chimiques, pour le contrôle qualité et la conformité. La pétrochimie utilise également l'ICP-OES, pour le raffinage du pétrole et la production d'huile lubrifiante, mais aussi pour certaines applications telles que l'analyse des métaux d'usure dans l'huile qui permet de réaliser une maintenance préventive des moteurs (camions miniers, avions, etc.).
Principe de fonctionnement pour ICP-AES/ICP-OES
Le générateur RF applique la puissance haute fréquence sur la torche à quartz tri-concentrique via une bobine d'induction pour générer un champ électromagnétique oscillant haute fréquence ; l'Ar est purgé de la couche externe du tube de quartz et chargé par décharge HV, ces particules chargées se répercutent dans le champ électromagnétique haute fréquence et entrent en collision avec d'autres atomes d'Ar pour produire plus de particules chargées, générant enfin du plasma Ar (6000K～8000K) avec une augmentation de la température.
L'aérosol généré par l'échantillon aqueux passant à travers le nébuliseur est excité par les lignes caractéristiques des éléments sous haute température en entrant dans le canal central de la torche à quartz, qui est correctement positionné sur les pixels du détecteur CID en utilisant une source de plasma et un polychromateur pour l'imagerie spectroscopique et transforme l'intensité spectrale en signal, transmet à l'ordinateur pour le traitement des données, imprime enfin le résultat.
Comment choisir le modèle ?
L'utilisateur doit fournir le domaine d'application utilisé, l'échantillon à tester, les éléments à détecter, le niveau de détection, ppm ou ppb, etc. Nous recommanderons ensuite le modèle de produit approprié.
Quel instrument choisir ?
Choisissez AAS si:
- Vous avez besoin de concentrations précises en métaux, exprimées en ppm/ppb.
- Le budget est limité
- Vous testez un élément à la fois
- Vous avez besoin de tests multi-éléments (10 à 40 éléments par échantillon).
- Vous souhaitez un débit plus rapide
- Vous testez des échantillons environnementaux, miniers, chimiques ou de contrôle qualité
- Vous avez besoin de métaux lourds à l'état de traces (As, Hg, Pb, Cd).
- Vous travaillez dans les domaines de l'eau potable, de la sécurité alimentaire, de la toxicologie, des laboratoires de haute pureté.
Choisissez XRF si:
- Vous analysez les solides, les minerais, les métaux, les alliages, les revêtements.
- Vous souhaitez des tests non destructifs et sans préparation.
- Vous n'avez pas besoin d'une détection inférieure au ppm dans les liquides.
Choisir UV-Vis si:
- Vous n'avez besoin que de quelques métaux en utilisant des réactifs.
- Le budget est très limité
- Vous testez le Fe, le Cr⁶⁺, le Cu, le Mn, le Zn et le Ni dans l'eau.
Pourquoi nous choisir pour ICP-AES/ICP-OES?
Structure, apparence et principaux composants de l'ICP-AES
L'instrument se compose principalement des éléments principaux suivants : système de contrôle de l'hôte, système d'adaptation de puissance, système d'injection, etc. Les détails sont les suivants :
1) Schéma de la structure interne de l'instrument
- Système spectroscopique
- Système de contrôle principal
- matchers
- Plate-forme mobile
- Refroidissement du système de protection de la voie d'eau
- Module de route de gaz
- Alimentation RF à semi-conducteurs
2) Système automatique d'observation et de régulation
Plateforme d'observation et de réglage automatique : La plate-forme d'observation automatique dispose de l'axe X et de l'axe Y bidirectionnels réglables, le contrôle automatique du logiciel informatique, utilisé pour ajuster la taille de la position du centre de la flamme, pour obtenir la meilleure position d'observation.
3) Système d'échantillonnage (Le système d'injection comprend principalement : un atomiseur, une chambre de brouillard à double cylindre, un gaz plasma, un gaz vecteur, un gaz auxiliaire, un tube de torche et une pompe péristaltique.)
- bobine haute fréquence
- Tube de torche
- Dispositif de fixation du tube de torche
- Dispositif d'atomisation
- Chambre d'atomisation
- Cône de lentille
- Joint gaz auxiliaire et gaz plasma
- Entrée de gaz de pompe péristogène
- Entrée de gaz
Étapes de fonctionnement de l'ICP-AES
- Processus de fonctionnement de l'instrument
- Organigramme du fonctionnement du logiciel
Interface logicielle/Résultats des tests de l'ICP-AES
L'interface principale du logiciel est divisée en sept parties : fichier, contrôle, paramétrage, analyse et mesure, gestion des données, système et aide.
Comment installer ICP-AES?
L'arrière de l'ICP-AES, de gauche à droite, abrite la prise d'alimentation principale de l'ICP, le fil de terre, l'entrée et la sortie d'eau de refroidissement (deux parties), les entrées de gaz plasma et de gaz vecteur.
- Schéma de principe de la position d'installation de l'ICP-AES dans le laboratoire.
- Schéma de câblage d'installation de disjoncteur
- Schéma d'installation d'un équipement d'échappement
Entretien quotidien et précautions pour ICP-AES/ICP-OES
- Température ambiante: Français La température de l'environnement de travail normal du spectromètre ICP est requise (25℃±3℃) (taux de variation de température dans les 2℃/h). Humidité relative : l'humidité relative doit être inférieure à 70 % pour le stockage et le fonctionnement normal. Si l'humidité est forte, veuillez équiper un déshumidificateur. La pièce est propre, sèche, exempte de poussière, de gaz corrosif, de brouillard acide, etc., et aucune vibration au sol. Les portes et les fenêtres sont hermétiquement fermées pour empêcher le sable et l'humidité de pénétrer. En particulier après avoir testé l'échantillon (car il s'agit d'une solution corrosive, le gaz volatilisé corrodera facilement l'instrument), il n'est pas autorisé de le placer dans la salle ICP.
- Les lignes électriques: Afin d'assurer le fonctionnement sûr de cet instrument, la capacité des lignes électriques doit être suffisante pour charger la tension, sinon une tension excessive affectera la durée de vie de l'instrument.
- Précautions à prendre pour allumer/éteindre:Avant de mettre en marche la mesure, vous devez effectuer diverses préparations à l'avance pour éviter d'endommager fréquemment l'instrument au cours d'une période donnée. En effet, lorsque l'instrument est allumé, l'impact instantané d'un fort courant peut facilement provoquer la fusion du filament du tube ou un court-circuit entre les électrodes, et provoquer un vieillissement prématuré du tube. Par conséquent, il faut minimiser autant que possible l'arrêt pendant l'utilisation.
- Pression d'argon : La pression de l'argon utilisé dans l'ICP-AES doit être contrôlée à 0.25 MPa-0.3 MPa et maintenue stable. Pour vérifier si la pression du gaz plasma est stable dans les 5 à 10 minutes suivant chaque ouverture. En cas de fluctuation de pression, l'opérateur doit immédiatement couper le gaz et vérifier la cause, puis rouvrir le gaz après le dépannage.
- Installation des pièces : Pour remplacer les pièces installées sur la bobine de travail (comme la torche), l'alimentation haute tension (ou l'alimentation ICP) doit être coupée. Lors de la maintenance du boîtier d'alimentation, l'opérateur doit l'éteindre pendant 30 minutes avant de pouvoir le manipuler, afin d'éviter que l'énergie électrique haute tension stockée dans le condensateur de filtrage haute tension ne se décharge, provoquant des blessures corporelles ou des dommages matériels.
