모든 물질은 다양한 원소로 구성되어 있습니다. 유기원소 (C, H, N, S, O)와 할로겐 원소, 기타 무기원소로 구성되어 있어서, 그들의 원소성분의 분포를 조사하여, 성분확인, 성분의 변화로 품질이상의 확인 등, 다양하게 원소분석결과를 활용하고 있습니다. 본, 연구소의 장점은 이러한 유기 (EA, TOC분석기), 할로겐 원소(IC, Combustion IC), 무기원소분석(AAS, ICP, ICP/MS, EDS, XRF, XPS 등)에 대한 total 원소분석 솔루션을 가지고 있어서, 각 재료마다 어떠한 원소분석방법으로 접근하는 것이 유리한 지에 대한 다양한 분석노하우를 보유하고 있습니다. 기기별 측정가능한 원소는 아래 주기율표를 참고해주시기 바랍니다. 원소분석에 대해서 궁금한 점이 있으시면, 저희 한국고분자시험연구소㈜에 연락하시면 귀사가 원하는 분석솔루션을 제공해드리겠습니다. 제일 먼저 “상담•분석신청서”를 작성하여 polymer@polymer.co.kr 혹은 팩스(02-963-2587)로 보내주시면, 담당연구원으로부터 빠르고 정확한 답변을 받아보실 수 있습니다.

원소분석기기

TOC 분석

총유기탄소, TOC(Total organic carbon)는 물안에 있는 유기탄소들의 함량을 측정하는 장비입니다. 수용액시료를 고온에서 산화시켜, 탄소를 CO₂화한 후, 이것을 적외선(Infrared)으로 검출합니다. 미리 표준물질로 검량선을 만들어놓고, 시료의 유기탄소함량을 정량할 수 있습니다. 측정범위는 4 ppb~3,000 ppm 입니다.

EA 분석

유기원소(C, H, N, S, O), 5가지를 EA(Elemental analyzer)로 분석할 수 있습니다. 유기물 시료를 고온(약 1000 ℃)에서 촉매를 이용하여, 각각 CO₂, H₂O. NO₂, SO₂로 산화시키고, 그 발생가스를 GC컬럼을 이용하여, 분리시킵니다. 검출은 TCD(Thermal conductive detector)를 이용합니다. 미리 표준물질을 이용하여, 각 C, H, N, S의 검량곡선을 그리고, GC 크로마토그램으로부터 각 원소의 함량을 % 정량할 수 있습니다.

IC 분석

이온 크로마토그래피(Ion chromatography)는 시료 (수용액) 중의 음이온 성분을 정성 및 정량 분석하는 장치입니다. 할로겐이 함유된 시료는 Oxygen bomb 등을 이용하여, 분해시켜서 각각 할로겐 이온화합니다. 이온교환 컬럼에서 이온 교환력의 차이에 의해 F, Br, Cl, I 각 이온성분으로 분리됩니다. 분리된 각 성분은 전기 전도도 검출기에 의해 감지되며, 얻어진 크로마토그램에서 성분의 분류 및 정량을 수행합니다.

AAS 분석

불꽃이나 전기적인 가열에 의하여 시료용액으로부터 기체상태의 중성원자를 만들고, 여기에 복사선을 투과시켜 최외각 전자가 들뜨게 하여 흡수스펙트럼을 얻고, 이로부터 분석원소를 정량합니다. 원자의 흡수, 방출, 형광을 이용하는 분광법을 각각 원자흡수분광법(AAS), 원자방출분광법(AES), 원자형광분광법(AFS)이라고 합니다. AES의 일종인 불꽃방출분광법(FES) 도 같이 이용할 수 있으며 AES나 AFS에 비해 스펙트럼도 단순하고 AES처럼 열 에너지에 따라 스펙트럼이 달라지는 등의 단점이 없습니다.

AAS로 측정가능한 원소

ICP 분석

유도결합플라즈마 방출분광법(ICP-AES)은 중성원자에 10,000 K에 이르는 플라즈마를 가해 최외각 전자를 들뜨게 하고, 이로부터 방출되는 복사선을 분광시켜 스펙트럼선들의 세기로부터 정량분석을 합니다. 분석시료, 시료의 전처리 및 기준용액은 AAS와 같습니다. 그러나 ICP-AES는 AAS에 비해 장치의 값도 비싸고 유지비도 많이 들지만 동시 다원소 측정 기능 등이 있고 불활성기체하의 높은 온도를 이용하므로 AAS보다 많은 원소를 낮은 수준까지 측정할 수 있어 이의 사용이 점점 증대되고 있습니다.

ICP로 측정가능한 원소

ICP로 측정가능한 원소 (Koptri에서 측정가능한 원소)

ICP/MS 분석

유도결합플라즈마 질량분석법(ICP/MS)은 극미량 분석을 위해 이온생성장치인 ICP와 생성된 이온을 검출하는 질량분석기로 이루어져 있으며 80여 원소를 ppt 수준까지 정성은 물론 정량까지 할 수 있는 분석방법입니다. 동위원소 희석에 의한 절대분석이 가능하므로 광물탐사, 첨단산업분야, 공해 및 환경분야, 식품 및 의약품 분야에서 요구되는 극미량 분석에 매우 중요하게 사용되고 있습니다.

ICP/MS로 측정가능한 원소

ICP/MS로 측정가능한 원소(Koptri에서 측정가능한 원소)

WD-XRF 분석

원자가 내부 껍질에 있는 전자를 잃고 들뜨게 되면, 바로 바깥 껍질로부터 내부 껍질로 전자가 전이하면서 정상 상태로 되돌아 가면서 10 nm 정도의 짧은 파장을 가지는 X-선이라는 에너지를 방출합니다. 이 에너지의 검출을 파장으로 검출하는 기기가 WD-XRF입니다. 시료를 용액으로 처리하지 않고서도 비파괴 분석할 수 있으며, B에서 U까지의 전 원소를 수십 %에서 미량까지 신속, 정확하게 분석할 수 있어 괴상이나 판상 고체시료, 분말시료, 액체시료 등에 많이 사용됩니다.

WD-XRF로 측정가능한 원소

ED-XRF 분석

원자가 내부 껍질에 있는 전자를 잃고 들뜨게 되면, 바로 바깥 껍질로부터 내부 껍질로 전자가 전이하면서 정상 상태로 되돌아 가면서 10 nm 정도의 짧은 파장을 가지는 X-선이라는 에너지를 방출합니다. 이 에너지를 검출하는 방식이 ED-XRF입니다. 시료를 용액으로 처리하지 않고서도 비파괴 분석할 수 있으며, B에서 U까지의 전 원소를 수십 %에서 미량까지 신속, 정확하게 분석할 수 있어 괴상이나 판상 고체시료, 분말시료, 액체시료 등에 많이 사용됩니다. WD-XRF보다 정확도는 약간 떨어지지만, 간편하게 분석을 할 수 있는 장점이 있습니다.

ED-XRF로 측정가능한 원소

XPS 분석

XPS는 시료에 X-선을 입사시켜 방출되는 광전자를 이용하여 고체표면과 계면의 구성원소나 그의 화학결합 상태 및 막박의 깊이를 밝혀내는 장치입니다. 금속, 촉매, 반도체소자재료, 세라믹스, 박막, 고분자재료 등의 연구에 널리 이용되고 있습니다.

XPS로 측정가능한 원소

OES(SES) 분석

원자나 이온의 최외각 전자를 열이나 전기에 의해 들뜨게 한 후 방출되는 자외선이나 가시영역의 광을 분광기로 분광시켜 얻은 스펙트럼선을 읽어서 분석하는 방법입니다. 방출된 스펙트럼선의 파장위치를 판독하여 존재하는 원소를 정성분석하고, 선의 세기를 측정하여 정량분석을 합니다. 이 방법으로는 수십 원소를 수 분 동안에 분석할 수 있어 신속한 분석방법으로 많이 사용됩니다. 분말시료(토양, 광석, 금속산화물, 세라믹재료, 화공약품, 생물체, 말린 액체가루), 금속, 비금속 및 합금시료, 용액시료 등에 이용합니다.

OES(SES)로 측정가능한 원소

무기 원소분석의 전처리

ICP, ICP-MS, AAS 등과 같은 장비를 이용하여 무기물 분석을 하고자 할 때, 전처리에 따라 분석결과가 상이하게 나올 수 있습니다. 전처리는 함유된 유기물/고분자/불용성분들이 분석결과에 간섭이나 장애를 일으키지 않게 하기 위하여, 시료를 물에 완전 용해를 시키는 과정입니다. 시료의 전처리가 잘못되면 정확한 분석결과를 얻을 수 없고, 전처리 과정에서 작은 오차가 결과 값에 큰 변화를 줄 수 있기 때문에, 이 전처리가 기기분석보다 더 중요하다고 할 수 있습니다. 따라서 전처리에 대한 많은 숙련도 및 경험이 필요합니다. 간혹 전처리가 어려운 시료(잘 녹지 않는 시료)는 전처리에 며칠을 매달리기도 합니다. 그래서, 무기물의 습식분석에서, 기기분석료와 별도로 “전처리”의 비용을 따로 청구하는 것은 이러한 이유 때문입니다. 전처리 방법은, 강산(황산, 질산, 불산, 왕수 등)에 의한 분해, 고온에 의한 분해가 많이 시행되고 있습니다. 또한 Microwave를 이용하여 단시간에 많은 시료를 분해시키는 방법이 최근 많이 사용되고 있습니다.