Determination of Trace Metal Impurities in High Purity Aluminum Nitrate using ICP-OES
Aplikace | 2023 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza stopových kovových nečistot v precursoru Al(NO3)3 je klíčová pro výrobu katodových materiálů do lithium-iontových baterií. Kontaminace i nízkým obsahem kovů může výrazně ovlivnit výkon, životnost a bezpečnost baterie. Spolehlivá, robustní a citlivá metoda je nezbytná pro QA/QC dodavatelů chemikálií v celém dodavatelském řetězci.
Cílem bylo vyvinout a validovat postup pro současné stanovení hlavního prvku Al a stopových prvků (K, Na, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, S, Si, Ti, Zn, B, Ga) v pevných a kapalných vzorcích vysoké čistoty Al(NO3)3 pomocí Agilent 5900 ICP-OES v režimu SVDV/VDV. Hodnocena byla přesnost (spike recovery), detekční limity (MDL) a stabilita metody v průběhu 7 hodin nepřetržitého provozu.
Vzorky tři pevné superčisté (>99,999 %) vzorky Al(NO3)3 a 5 kapalinových vzorků bylo připraveno rozpuštěním v 5 % Suprapur HCl a ředěním v ultračisté vodě. Vzorky s až 3000 ppm Al byly měřeny bez dalších úprav. Kalibrace pokryla rozsah od 0,1 mg/L po 5000 mg/L pro Al a 0,02–25 mg/L pro stopové prvky. Pro korekci efektu snadno ionizovatelných prvků (EIE) a spektroskopických příspěvků byly použity interní standardy (Y, Bi, Rb, Li) přizpůsobené ionizační energii a stavu vlnové délky. Spektrální pozadí bylo vyhodnoceno pomocí FBC a FACT.
Detekční limity pro stopové prvky v pevných vzorcích se pohybovaly pod desítky µg/kg, v kapalinách pod desítky µg/L. Spike recovery testy (100 ppb) dosáhly hodnot 90–110 % pro všechny analyty. Při 7hodinovém měření QC vzorku (5 mg/L) byly recoveries v rozmezí ±10 % a RSD <2,2 %. Pevné vzorky vykázaly konzistentní obsah stopových kovů, kapalné vzorky prokázaly vyšší variabilitu v závislosti na výrobních krocích.
Metoda umožňuje simultánní stanovení major a trace prvků v jedné analýze bez potřeby vícenásobných ředění, což zvyšuje produktivitu laboratoře. Integrovaný AVS 7 urychluje odběr a injekci vzorku, snižuje spotřebu argonu a provozní údržbu. Přesné korekce EIE efektu zaručují validní data pro QA/QC výrobců LIB materiálů.
Očekává se rozšíření metody na další suroviny pro baterie (NCM, NCA, fosforečnany), integrace s vysoko-přesnou automatizací a adaptace na online monitorování výrobních procesů. Dále lze využít pokročilé datové analýzy pro prediktivní údržbu a optimalizaci parametrů plazmy.
Agilent 5900 ICP-OES s AVS 7 nabízí robustní, citlivou a efektivní metodu pro analýzu stopových kovových nečistot v Al(NO3)3. Metodika prokázala výbornou přesnost, opakovatelnost a dlouhodobou stabilitu, což ji činí vhodnou pro QA/QC aplikace v průmyslu LIB.
ICP-OES
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza stopových kovových nečistot v precursoru Al(NO3)3 je klíčová pro výrobu katodových materiálů do lithium-iontových baterií. Kontaminace i nízkým obsahem kovů může výrazně ovlivnit výkon, životnost a bezpečnost baterie. Spolehlivá, robustní a citlivá metoda je nezbytná pro QA/QC dodavatelů chemikálií v celém dodavatelském řetězci.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout a validovat postup pro současné stanovení hlavního prvku Al a stopových prvků (K, Na, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, S, Si, Ti, Zn, B, Ga) v pevných a kapalných vzorcích vysoké čistoty Al(NO3)3 pomocí Agilent 5900 ICP-OES v režimu SVDV/VDV. Hodnocena byla přesnost (spike recovery), detekční limity (MDL) a stabilita metody v průběhu 7 hodin nepřetržitého provozu.
Použitá metodika
Vzorky tři pevné superčisté (>99,999 %) vzorky Al(NO3)3 a 5 kapalinových vzorků bylo připraveno rozpuštěním v 5 % Suprapur HCl a ředěním v ultračisté vodě. Vzorky s až 3000 ppm Al byly měřeny bez dalších úprav. Kalibrace pokryla rozsah od 0,1 mg/L po 5000 mg/L pro Al a 0,02–25 mg/L pro stopové prvky. Pro korekci efektu snadno ionizovatelných prvků (EIE) a spektroskopických příspěvků byly použity interní standardy (Y, Bi, Rb, Li) přizpůsobené ionizační energii a stavu vlnové délky. Spektrální pozadí bylo vyhodnoceno pomocí FBC a FACT.
Použitá instrumentace
- Agilent 5900 Synchronous Vertical Dual View ICP-OES
- SeaSpray koncentický nebulizér, cyclonic sprayer, Easy-fit demountable VDV hořák (1,8 mm)
- Integrovaný AVS 7 sedmipoziční přepínací ventil a SPS 4 autosampler
- Vista Chip III detektor pokrývající 167–785 nm
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity pro stopové prvky v pevných vzorcích se pohybovaly pod desítky µg/kg, v kapalinách pod desítky µg/L. Spike recovery testy (100 ppb) dosáhly hodnot 90–110 % pro všechny analyty. Při 7hodinovém měření QC vzorku (5 mg/L) byly recoveries v rozmezí ±10 % a RSD <2,2 %. Pevné vzorky vykázaly konzistentní obsah stopových kovů, kapalné vzorky prokázaly vyšší variabilitu v závislosti na výrobních krocích.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje simultánní stanovení major a trace prvků v jedné analýze bez potřeby vícenásobných ředění, což zvyšuje produktivitu laboratoře. Integrovaný AVS 7 urychluje odběr a injekci vzorku, snižuje spotřebu argonu a provozní údržbu. Přesné korekce EIE efektu zaručují validní data pro QA/QC výrobců LIB materiálů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření metody na další suroviny pro baterie (NCM, NCA, fosforečnany), integrace s vysoko-přesnou automatizací a adaptace na online monitorování výrobních procesů. Dále lze využít pokročilé datové analýzy pro prediktivní údržbu a optimalizaci parametrů plazmy.
Závěr
Agilent 5900 ICP-OES s AVS 7 nabízí robustní, citlivou a efektivní metodu pro analýzu stopových kovových nečistot v Al(NO3)3. Metodika prokázala výbornou přesnost, opakovatelnost a dlouhodobou stabilitu, což ji činí vhodnou pro QA/QC aplikace v průmyslu LIB.
Reference
- A Practical Guide To Elemental Analysis of Lithium Ion Battery Materials Using ICP-OES, Agilent publication 5994-5489EN
- Wang B et al. Which of the nickel-rich NCM and NCA is structurally superior as a cathode material for lithium-ion batteries? J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 13540–13551
- Reduce Costs and Boost Productivity with the Advanced Valve System (AVS) 6 or 7 Port Switching Valve System, Agilent publication 5991-6863EN
- Fitted Background Correction (FBC): Fast, accurate and fully automated background correction, Agilent publication 5991-4836EN
- Real-time Spectral Correction of Complex Samples using FACT Spectral Deconvolution Software, Agilent publication 5991-4837EN
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
ICP-OES Analysis of Nutrient Elements for Labeling Compliance of Dietary Food Supplements
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Foods and Dietary Supplements ICP-OES Analysis of Nutrient Elements for Labeling Compliance of Dietary Food Supplements Simultaneous measurement of major to trace elements by Agilent 5900 ICP-OES following US FDA EAM 4.4 Author Alyssa Stevenson Agilent Technologies, Inc.…
Klíčová slova
loq, loqfitted, fitteddietary, dietaryintelliquant, intelliquantfact, factrinse, rinsesupplements, supplementselements, elementsrpd, rpdwavelength, wavelengthelement, elementturmeric, turmericquantitative, quantitativesupplement, supplementintelligent
Determination of Elemental Impurities in Lithium Hydroxide Using ICP-OES
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals Determination of Elemental Impurities in Lithium Hydroxide Using ICP-OES Quality assurance of lithium-ion battery precursor chemicals by Agilent 5800 VDV ICP-OES Authors Introduction Ying Qi and Neli Drvodelic Driven by demand from high tech industries…
Klíčová slova
axial, axialfitted, fittedavs, avsintelliquant, intelliquantoes, oesicp, icplioh, liohemf, emflod, lodfbc, fbcsample, samplemaintenance, maintenancefact, factvalve, valvewavelength
Multi-Element Analysis of Trace Metals in Animal Feed using ICP-OES
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Food and Agriculture Multi-Element Analysis of Trace Metals in Animal Feed using ICP-OES A fast, simple, and low cost method, using an Agilent 5110 VDV ICP-OES, suitable for high throughput labs Authors Peter Riles, Agilent Technologies, Melbourne, Australia…
Klíčová slova
axial, axialfitted, fittedmdl, mdllinear, linearfact, factloq, loqradial, radialelement, elementsvdv, svdvuptake, uptakepump, pumpargon, argonvdv, vdvcorrection, correctionviewing
Determination of Elemental Nutrients and Micronutrients in Functional Foods by ICP-OES
2022|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Foods Determination of Elemental Nutrients and Micronutrients in Functional Foods by ICP-OES Accurate EAM 4.4 compliant results using the Agilent 5900 SVDV ICP-OES with smart tools Authors Introduction Ruby Bradford Functional foods are foods that supplement the diet…
Klíčová slova
pass, passfitted, fittedelements, elementsnone, nonefoods, foodssvdv, svdveffervescent, effervescentbackground, backgroundelement, elementwavelength, wavelengthfbc, fbcfunctional, functionalfortified, fortifiedview, viewintelliquant