氫化物生成(Hydride Generation，簡稱HG) 是利用氣體生成技術將分析物與溶液中的基質分離，具有減少基質效應、提高分析物的輸送效率及提昇靈敏度等優點。結合感應偶合電漿質譜儀(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，簡稱ICP-MS)之分析快速、低偵測極限及可以同時偵測多質荷比離子的能力，於微量元素分析上已有廣泛之應用。本研究將分成下述兩部份。

第一部份為利用流動注入法(Flow Injection，FI)結合氫化物生成感應偶合電漿質譜儀來測定超合金中碲(Te)元素的含量。超合金(superalloys)又稱高溫合金，在航空及電力工業上是極為重要的材料，過量的微量元素會破壞合金之機械性質，因此，必須嚴格地控制其含量。在本研究中，我們將建立一簡單的FI-HG-ICP-MS系統並配合同位素稀釋法(Isotope Dilution，ID)，偵測三種鎳基合金標準參考樣品中碲的含量。另外，我們選擇添加半胱胺酸(L-cysteine)及硫月 (thiourea)當作遮蔽試劑，降低過渡金屬元素在氫化物生成時造成的干擾，研究過程將探討遮避試劑對碲元素分析訊號的影響，以及依序尋求氫化物生成及ICP-MS系統的最適化。最後本方法將應用於鎳基合金標準參考樣品(NIST SRM897、NIST SRM898和NSB SRM899)中碲的分析。

第二部份為利用高效能液相層析(HPLC)結合氫化物生成感應偶合電漿質譜儀對銻(Sb)物種的分析。銻之化學性質與砷(As)相似，為毒性元素之一，因此對於環境及生物樣品中銻物種的分離並偵測極為重要。研究過程將探討半胱胺酸(L-cysteine)、EDTA、甲醇(MeOH)、TBAP、醋酸銨(CH3COONH4)濃度、pH值及沖湜液流速對銻(III)和銻(V)物種分離的影響，並依序尋求氫化物生成及ICP-MS系統的最適化。最後，將發展之方法應用於溫泉水及鋼鐵工廠廢水兩水樣品中銻物種的分析。

none

論 文 摘 要--------------------------------------------------------------------Ⅰ
謝 誌-----------------------------------------------------------------------------Ⅱ
目 錄-----------------------------------------------------------------------------Ⅲ
圖 表 目 錄--------------------------------------------------------------------Ⅳ
第一章 流動注入式氫化物生成感應偶合電漿質譜儀在鎳基質超合金樣品中碲元素分析之應用 ---------------------------------------1
壹、 前 言------------------------------------------------------------------------1一、 ----------------------------------------------------------------------------1二、 流 動 注 入 法 的 原 理------------------------------------------4三、 氫 化 物 生 成 原 理 ----------------------------------------------5四、 同 位 素 稀 釋 法 簡 介------------------------------------------8
貳、 實 驗 部 份 -------------------------------------------------------------10一、 儀 器 裝 置 ----------------------------------------------------------10二、 藥 品 和 溶 液 的 配 製-----------------------------------------15
參、實 驗 過 程--------------------------------------------------------------19
一、 氫 化 物 生 成 之 最 佳 化 ------------------------------------19二、 I C P 系 統 操 作 條 件 的 最 佳 化 -----------------------24三、 再 現 性 ---------------------------------------------------------------25四、 校 正 曲 線 與 偵 測 極 限 的 估 計-----------------------25五、 真 實 樣 品 的 分 析 ---------------------------------------------25
肆、結 果 與 討 論 ---------------------------------------------------------28
一、 氫 化 物 生 成 之 最 佳 化 ------------------------------------28二、 I C P 系 統 操 作 條 件 的 最 佳 化 -----------------------42三、 再 現 性 ---------------------------------------------------------------42四、 校 正 曲 線 與 偵 測 極 限 的 估 計-----------------------46五、 真 實 樣 品 的 分 析 ---------------------------------------------46伍、結 論-----------------------------------------------------------------------49
陸、參 考 資 料--------------------------------------------------------------50

第二章 高效能液相層析結合氫化物生成感應偶合電漿質譜儀於 銻物種分析之應用--------------------------------------------------53
壹、前 言-----------------------------------------------------------------------53
貳、實 驗 部 份 -------------------------------------------------------------56一、 儀 器 裝 置 ----------------------------------------------------------56二、 藥 品 和 溶 液 的 配 製-----------------------------------------60
參、 實 驗 過 程--------------------------------------------------------------64 一、 液 相 層 析 分 離 條 件 的 尋 找 ---------------------------64 二、 氫 化 物 生 成 系 統 的 最 佳 化 ---------------------------68 三、 再 現 性 ---------------------------------------------------------------70四、 I C P 系 統 操 作 條 件 的 最 佳 化 ------------------------71五、 校 正 曲 線 與 偵 測 極 限 的 估 計-----------------------71六、 水 樣 品 的 分 析--------------------------------------------------72
肆、結 果 與 討 論--------------------------------------------------------- 73 一、 液 相 層 析 分 離 條 件 的 尋 找 ---------------------------73 二、 氫 化 物 生 成 系 統 的 最 佳 化 ---------------------------84 三、 再 現 性 ---------------------------------------------------------------88四、 I C P 系 統 操 作 條 件 的 最 佳 化 ------------------------91五、 校 正 曲 線 與 偵 測 極 限 的 估 計-----------------------91 六、 水 樣 品 的 分 析--------------------------------------------------94
伍、結 論-----------------------------------------------------------------------99
陸、參 考 資 料--------------------------------------------------------------100






















圖 表 目 錄
第一章
圖1、流動注入式氫化物生成技術系統圖--------------------------------12
圖2、氫化物生成技術所使用之氣液分離裝置圖-----------------------14
圖3、鎳基質合金標準參考樣品前處理的流程圖-----------------------27
圖4、載體溶液及樣品中所含Thiourea濃度對碲元素分析訊號的影 響 ------------------------------------------------------------------------ 32
圖5、NaBH4濃度對Te元素分析訊號的影響 -------------------------- 34
圖6、載體溶液及樣品中所含HCl濃度對碲元素分析訊號的影響 -35
圖7、載體溶液及樣品中所含L-cysteine濃度對碲元素分析訊號的 影響 ---------------------------------------------------------------------- 38
圖8、NaBH4及載體溶液流速對碲元素分析訊號的影響 ------------- 40
圖9、霧化氣體流速對碲元素分析訊號的影響 ------------------------- 43
圖10、電漿功率對碲元素分析訊號的影響 ----------------------------- 44
表1、感應偶合電漿質譜儀操作狀況--------------------------------------11
表2、Te的同位素含量表 ---------------------------------------------------- 18
表3、鎳基質合金標準參考樣品的組成成分表 ------------------------- 29
表4、遮蔽試劑對碲氫化物生成之訊號號的影響 ---------------------- 31
表5、於Thiourea溶液中添加其它試劑對碲氫化物生成之訊號號的 影響 ---------------------------------------------------------------------- 37
表6、碲氫化物生成系統的最佳條件 ------------------------------------- 41
表7、碲分析訊號之再現性號-----------------------------------------------45
表8、合金樣品經FI-HG-ICP-MS同位素稀釋法及標準添加法所得 之結果 -------------------------------------------------------------------47

第二章
圖1、液相層析氫化物生成技術系統圖-----------------------------------58
圖2、沖湜溶液中L-cysteine濃度對Sb物種滯留時間的影響 -------74
圖3、沖湜及樣品溶液中 EDTA濃度對Sb物種滯留時間的影響---75
圖4、沖湜及樣品溶液中MeOH濃度對Sb物種滯留時間的影響 --77
圖5、沖湜及樣品溶液中TBAP濃度對Sb物種滯留時間的影響---78
圖6、沖湜溶液中pH值對Sb物種滯留時間的影響 -------------------79
圖7、沖湜及樣品溶液中CH3COONH4濃度對Sb物種滯留時間的影 響--------------------------------------------------------------------------81
圖8、沖湜溶液之流速對Sb物種分析訊號及滯留時間的影響 ------82
圖9、HPLC-HG-ICP-MS系統中所得銻物種之層析圖 ----------------83
圖10、還原溶液中L-cysteine濃度對Sb物種分析訊號的影響 -----85
圖11、還原溶液中HCl濃度對Sb物種分析訊號的影響 -------------86
圖12、NaBH4濃度對Sb物種分析訊號的影響 -------------------------87
圖13、霧化氣體流速對碲元素分析訊號的影響 ----------------------- 92
圖14、電漿功率對碲元素分析訊號的影響 ----------------------------- 93
圖15、HPLC-HG-ICP-MS系統分析溫泉水所得的層析圖 -----------96
圖16、HPLC-HG-ICP-MS系統分析鋼鐵工廠廢水所得的層析圖 -- 97
表1、感應偶合電漿質譜儀操作狀況--------------------------------------57
表2、銻物種分析於液相層析和氫化物生成系統的最佳條件--------89
表3、銻物種之滯留時間與分析訊號之再現性--------------------------90
表4、銻物種分離或選擇偵測的文獻一覽表-----------------------------95
表5、定量結果-----------------------------------------------------------------98

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