随着纳米技术的应用日益频繁，各种纳米材料广泛应用于各类产品当中。碳纳米管(CNT)是使用较广泛的纳米材料之一，其年生产量高达上千吨。其生产过程通常会用到金属催化剂，因此碳纳米管表面可能残留金属纳米粒子。
 

　　碳纳米管的透射电子显微镜(TEM)图像，深色区域为金属颗粒，附着在无定形石墨材料和长单壁碳纳米管上
 

　　测量碳纳米管上的金属含量是一项极大的挑战。XRF 大的缺陷是它测量的是样品的金属总量，而不是单根或若干根碳纳米管上的金属。TEM 可以测量单根碳纳米管上的金属或纳米粒子，但过程十分缓慢冗长，一天之内只能测量少数几个碳纳米管样品。传统的 ICP-OES 和 ICP-MS 分析缺陷是它们需要*消解碳纳米管，而鉴于其化学惰性，这将是一项巨大的挑战。
 

　　单颗粒 ICP-MS(SP-ICP-MS)，无需样品消解，通过监测瞬态金属信号即可实现金属量的半定量测量。SP-ICP-MS 还可以在一分钟之内分别对上千根碳纳米管进行快速测量，从而预估粒子的个数和含量。
 

　　本文介绍了单壁碳纳米管(SWCNT)中钇(Y)(一种常用催化剂)的 SP-ICP-MS 测定方法。
 

　　样品
 

　　单壁碳纳米管是从溶液(Riverside，CA)中获取的，为粉末状。
 

　　仪器
 

NexION 2000 ICP-MS
 

实验结果
 

　　图2 显示了 Y 的 SP-ICP-MS 信号，其中每个信号峰代表一根单壁碳纳米管的 Y 信号。随着过滤孔径的越来越小，越来越少的碳纳米管可以通过滤膜，因此 Y 信号越来越小。这说明 Y 纳米粒子与碳纳米管结合在一起，当碳纳米管出现时，可以观察到 Y 信号，当碳纳米管被滤除时，Y 信号消失。
 

　　使用 Syngisitx 操作软件纳米模块，可自动计算分析中的峰数，显示本底脉冲和 Y 所生成脉冲的强度均值和中值。信号积分则反映出了单壁碳纳米管中的金属总量。该数值同使用酸消解后的样品信号，是一致的。
 

　　结论
 

　　使用SP-ICP-MS技术，可在无需消解碳纳米管(一个冗长繁琐的过程)的情况下准确量化碳纳米管中的金属杂质。使用金属杂质的含量可以推测单壁碳纳米管的计数浓度，有效拓展了 ICP-MS 在纳米材料领域的应用。