陆映东，黄誓成，胡永玫，赖馥馨，林 葵

(1.广西晶联光电材料有限责任公司，广西 柳州545006；2.广西壮族自治区冶金产品质量检验站，广西 南宁 530023；3.广西壮族自治区分析测试研究中心，广西 南宁 530022)

掺锡氧化铟粉是信息产业极为重要的基础材料，主要用于生产ITO靶材[1]。掺锡氧化铟粉中硅的含量是衡量产品品质的一个重要指标，根据工信部2017年行业标准制修订计划（计划号2017-0136T-YS），我们研究了硅钼蓝分光光度法测定掺锡氧化铟粉中硅的分析方法。硅钼蓝分光光度法是一个经典而广泛采用的测定低含量硅的方法[2-4]，具有灵敏度高、分析速度快、测定稳定性好等优点。本文研究了以氢氧化钠熔融分解试样，经盐酸酸化，在稀盐酸介质中，钼酸铵与硅生成硅钼黄，以硫酸-草酸-抗坏血酸混合溶液为还原液消除磷砷的干扰，并还原成硅钼蓝，从而建立了硅钼蓝分光光度法测定掺锡氧化铟粉中硅的方法。方法测定范围：0.0005%～0.010%，相对标准偏差（RSD值，n=11）为1.56%～15.1%，加标回收率在94.0%～101.8%之间。本法具有简便、快速、准确和重现性好等优点，用于实际样品中硅的测定，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

722型分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司）。

所用试剂均为分析纯，所用水为一级水。硅标准溶液（2μg/mL），钼酸铵溶液（100g/L)。

还原剂溶液：硫酸（1+3）、草酸（50g/L）和抗坏血酸（20g/L)按8：4：3比例混匀，用时现配。

1.2 实验方法

称取0.5～1.0g（精确至0.0001g）试样置于预先盛有2.0g氢氧化钠的30mL银坩埚中，覆盖3.0g氢氧化钠于表面，移入已升温至400℃的高温炉中，继续升温至680℃，熔融5～10min。取出坩埚，冷却。用水吹洗净银坩埚外部后放入400mL聚四氟乙烯烧杯中，加入30mL热水，低温加热浸出完全后用水洗出坩埚。加入1滴酚酞乙醇溶液（10g/L），用盐酸（1+1）调至溶液红色恰好褪去，加入15mL盐酸（1+1），冷却至室温，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。用中速滤纸干过滤。随样做空白试验。

分取滤液20mL于100mL容量瓶中，用水稀释至50mL，混匀。加入5mL钼酸铵溶液，混匀，于20℃～35℃条件下，放置10～15min。加入15mL还原剂溶液，用水稀释至刻度，混匀，于20℃～35℃条件下，放置10～15min。将部分溶液移入5cm的比色皿中，以随样空白试验显色溶液为参比，于分光光度计波长810nm处，测量吸光度，从标准曲线上查出相应的硅含量。

1.3 标准曲线的绘制

移 取 0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL硅标准溶液于一组100mL容量瓶中，加入3mL盐酸（1+1），用水稀释至约50mL，混匀，加入5mL钼酸铵溶液，混匀，以下按1.2实验方法进行。将部分显色溶液移入5cm的比色皿中，以试剂空白为参比，于分光光度计波长810nm处，测量吸光度。以硅含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

1.4 结果计算

样品中硅含量按式（1）进行计算：

式中：wSi为硅的质量分数，%；m1为从标准曲线中查得的硅含量，μg；V0为试液总体积，mL；m0为称取的试样质量，g；V1为分取试液的体积，mL。

2 结果与讨论

2.1 样品分解

掺锡氧化铟粉生产方法主要有化学共沉淀法和物理机械混合法，化学共沉淀法生产的掺锡氧化铟粉，可以用酸分解，但物理机械混合法制备的掺锡氧化铟粉中含有大量的二氧化锡，难溶于酸。因此，实验采用氢氧化钠熔融分解样品。本文试验了氢氧化钠熔剂用量对结果的影响，结果表明，5.0g以上的氢氧化钠可以完全分解样品，本实验选择氢氧化钠用量为5.0g。

2.2 吸收波长选择

对含4.00μg硅标准溶液按1.3进行显色，在780～830nm波长范围内进行扫描，结果表明，在波长810nm处，硅钼蓝溶液的吸光度值最大。本实验选择测定波长为810nm。

2.3 盐酸用量试验

为了考察盐酸用量对测定结果的影响，分别移取5份4.00μg硅标准溶液于100mL容量瓶中，分别加入1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL的盐酸（1+1），用水稀释至50mL，混匀。固定其他条件，以下按照1.2实验方法进行显色测定，结果表明，盐酸（1+1）加入量在2.0～4.0mL时显色溶液吸光度稳定。本实验选择盐酸（1+1）用量为3mL。

2.4 钼酸铵用量试验

为了考察钼酸铵溶液用量对测定结果的影响，分别移取6份4.00μg硅标准溶液于100mL容量瓶中，加3mL盐酸（1+1），用水稀释至50mL，混匀。分别加入2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0mL钼酸铵溶液，固定其他条件，以下按照1.2实验方法进行显色测定，结果表明，钼酸铵溶液加入量在4.0～7.0mL时显色溶液吸光度稳定。本实验选择钼酸铵溶液用量为5mL。

2.5 还原剂溶液用量试验

为了考察还原剂溶液用量对测定结果的影响，分别移取5份4.00μg硅标准溶液于100mL容量瓶中，加3mL盐酸（1+1），用水稀释至50mL，混匀。分别加入10、12.5、15、17.5、20mL还原剂溶液，固定其他条件，以下按照1.2实验方法进行显色测定。结果表明，还原剂溶液的用量在12.5～20mL时，吸光度基本保持不变。本实验选择还原剂溶液用量为15mL。

2.6 硅钼黄的稳定性和硅钼蓝的稳定性试验

为了考察硅钼黄的稳定时间对测定结果的影响和温度对硅钼黄显色的影响，分别移取4.00μg硅标准溶液，加入钼酸铵溶液后于室温（20℃和35℃）下分别放置5、10、15、20、25min，固定其他条件，以下按照1.2实验方法进行显色测定。结果表明，在20℃和35℃条件下，硅钼黄在钼酸铵加入后形成迅速，放置时间在5～30min，溶液的吸光度基本不变。本实验选择在20℃～35℃条件下，硅钼黄的稳定时间为10～15min。

本文考察硅钼蓝溶液在不同温度下的稳定性，分别移取4.00μg硅标准溶液，加入还原剂溶液显色后于室温（20℃和35℃）下分别放置5、10、20、30、60、120、240min，固定其他条件，以下按照1.2实验方法操作。试验结果表明，在20℃和35℃条件下，硅钼蓝溶液的吸光度在4h内保持稳定。本实验选择在20℃～35℃条件下，硅钼蓝的显色时间为10～15min。

2.7 共存元素的影响

掺锡氧化铟粉的原料均为高纯物质，主成分In2O3：85～100%、SnO2：0～15%，主要杂质元素为铁、铝、铅、镍、铜、镉、铬、铊等，其含量均低于0.010%。试验考察了上述共存元素及磷、砷对测定的影响。

2.7.1 基体元素

表1 方法精密度及方法比对

表2 实验室间比对试验（n=11）

本文试验了掺锡氧化铟粉中In2O3、SnO2的最大量及它们不同的混合配比对硅测定的影响。试验结果表明，100%的In2O3和15%的SnO2存在时，硅回收率在91.0%～101%，说明掺锡氧化铟粉中的铟、锡元素对硅测定无明显干扰。

2.7.2 其他共存元素

本文试验了掺锡氧化铟粉中其他共存元素对硅测定的影响。试验结果表明，显色溶液中20μg铁、20μg铝、20μg铅、20μg镍、20μg铜、20μg镉、20μg铬、20μg铊、5μg砷、5μg磷（对应1.0g掺锡氧化铟粉中，铁、铝、铅、镍、铜、镉、铬、铊各为0.010%，砷、磷各为0.0025%）对硅的测定无影响。

2.8 加标回收试验

按照实验方法对掺锡氧化铟粉样品中硅含量进行加标回收试验，回收率在94.0%～101.8%之间，符合分析要求。

3 样品分析

按照实验方法测定掺锡氧化铟粉样品（1、3、4、6）、人工合成掺锡氧化铟粉（2、5）中硅含量，并进行精密度统计、与电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）[5]的测定结果进行比对，结果见表1。为进一步考察方法的准确度和稳定性，我们进行了实验室间比对，结果见表2（表2中1#为广西冶金产品质量检验站，2#为广西分析测试研究中心，3#为北矿检测技术有限公司）。

4 结语

由表1、表2可以看出，本方法测定结果稳定，重复性好，合成样品的测定结果与理论值相符，本法的测定结果与ICP-AES方法测定结果基本吻合。该方法操作简便，准确可靠。