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Investigation of matrix effects in nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS) for trace element analysis in steels

  • We investigated the performance of nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS) under matrix effects and its applicability to trace element analysis in steels. Influences of different gas flows and ion optics on the matrix tolerance are studied, indicating that nebulizer gas flow has the most significant impact. Optimization of ion optics improves matrix tolerance for light elements due to the reduction of the inelastic collisional scattering effect. With optimized operating conditions, MICAP-MS achieves an internal standard intensity recovery of over 90% at an Fe concentration of 500 mg L−1. Even at an Fe concentration of 1 g L−1, the recovery remains above 80%. Three certified reference materials – non-alloy, low-alloy and high-alloy steel – were analyzed using MICAP-MS. The determined mass concentrations of the trace and minor components show metrological compatibility to the reference values. No significant differences are observedWe investigated the performance of nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS) under matrix effects and its applicability to trace element analysis in steels. Influences of different gas flows and ion optics on the matrix tolerance are studied, indicating that nebulizer gas flow has the most significant impact. Optimization of ion optics improves matrix tolerance for light elements due to the reduction of the inelastic collisional scattering effect. With optimized operating conditions, MICAP-MS achieves an internal standard intensity recovery of over 90% at an Fe concentration of 500 mg L−1. Even at an Fe concentration of 1 g L−1, the recovery remains above 80%. Three certified reference materials – non-alloy, low-alloy and high-alloy steel – were analyzed using MICAP-MS. The determined mass concentrations of the trace and minor components show metrological compatibility to the reference values. No significant differences are observed between the results obtained with aqueous and matrix-matched calibration, demonstrating the strong matrix tolerance of MICAP-MS, and its promising applicability to steel analysis.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Alexander WinckelmannORCiD, Janina Roik, Sebastian RecknagelORCiD, Carlos Enrique Abad AndradeORCiD, Zengchao You
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Analytical Atomic Spectrometry
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.6 Anorganische Referenzmaterialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:38
Ausgabe/Heft:6
Erste Seite:1253
Letzte Seite:1260
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:MICAP-MS; Steel; Trace Analysis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1039/d3ja00088e
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-576323
ISSN:0267-9477
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:12.06.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:12.06.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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