火焰原子吸收光谱法测定涂料中的铅的含量毕业论文.doc

江苏科技大学本科毕业论文 火焰原子吸收光谱法测定涂料中铅的含量火焰原子吸收光谱法测定涂料中铅的含量 sensitive determination of lead by flame atomic absorption spectrometry 江苏科技大学本科毕业设计（论文） i 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导 下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的 地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为 获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究 提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表 示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规 定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权 保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校 可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的 前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： 江苏科技大学本科毕业设计（论文） ii 学位学位论论文原文原创创性声明性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的 个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后 果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位学位论论文版文版权权使用授使用授权书权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 江苏科技大学本科毕业设计（论文） iii 摘摘 要要 本文简要介绍了涂料中存在的有毒有害物质以及国内外对其检测技术的现状。在 实验中用溶剂将涂料离心分离得到颜料饼和萃取液，对这两部分进行处理后，采用火 焰原子吸收法检测其中铅的含量。结果表明原子火焰吸收光谱法选择性较好，操作简 便、准确度高，精确度好，能快速准确的检测出涂料中“可溶性”铅的含量。通过加 标回收率的测定表明该方法测试灵敏度高、线性关系良好、分析准确。在对四种涂料 分析检测后发现，其铅含量未超过国家标准，属于合格产品。 关键词：关键词：涂料的测定；铅的含量；火焰原子吸收光谱 江苏科技大学本科毕业设计（论文） iv abstract this paper introduces the paint in the toxic and harmful substances, as well as domestic and foreign technology to detect the status quo. solvents used in the experiment will be paint coating centrifuge cake and extract of the two parts processing, using faas detection of lead content. the results show that the flame atomic absorption spectrometry selective good, simple, high accuracy, precision, and can quickly and accurately detect the coating, “soluble“ lead content. to increase the recovery of the test shows that the method of high sensitivity, linear relationship was good, accurate analysis. four paint in the post-test analysis found that the lead content did not exceed national standards, are qualified products. keywords: paint determination; lead content; flame atomic absorption spectrometry 江苏科技大学本科毕业设计（论文） v 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 引言.1 1.2 我国涂料的现状.1 1.2.1 我国涂料的主要种类.1 1.2.2 我国涂料工业的发展趋势2 1.3 涂料中有害物质介绍.4 1.3.1 重金属.4 1.3.2 甲醛.4 1.3.3 苯系物.4 1.3.4 总挥发有机物（tvoc）.5 1.3.5 游离甲苯二异氰酸酯 (tdi ).5 1.3.6 氡5 1.3.7 氨5 1.4 国内涂料有毒有害物质的检测现状和发展趋势.5 1.4.1 重金属的检测技术.6 1.4.2 对涂料中甲醛的检测技术6 1.4.3 苯系物的检测技术6 1.4.4 tvoc 的检测技术.7 1.4.5 甲苯二异氰酸酯（ tdi ）的检测技术7 1.4.6 氡的检测技术7 1.4.7 氨检测技术8 1.5 国外涂料中有毒有害物质的检测现状和发展趋势 8 1.5.1 重金属的检测技术.8 1.5.2 voc 的检测技术.8 1.5.3 甲醛的检测技术.8 1.5.4 tdi 的检测技术.8 1.6 选题的目的和意义 9 江苏科技大学本科毕业设计（论文） vi 1.7 火焰原子光谱法的介绍.10 第二章第二章 实验研究内容实验研究内容.12 2.1 实验仪器.12 2.2 实验所用的药品及配置 12 2.3 实验原理 13 2.4 引用标准.14 2.5 实验步骤.14 2.5.1 铅标准参比溶液的配制.14 2.5.2 标准工作曲线的绘制.14 2.5.3 试样的处理14 2.5.4 测定.16 2.5.5 计算公式17 第三章第三章 实验结果与讨论实验结果与讨论19 3.1 涂料中铅含量的测定.19 3.2 实验中所存在的问题及分析 22 结结 论论.23 参考文献参考文献.24 致致 谢谢26 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 引言引言 近几年，我国相继制定了一系列有关室内环境的标准，从建筑装饰材料的使用,到 室内空气中污染物含量的限制，全方位对室内环境进行严格的监控，以确保人民的身 体健康。因此,人们往往认为现代化的居住条件在不断的改善，室内环境污染已经得到 控制。其实不然，人们对室内环境污染的危害还远未达到足够的认识。 应当看到，在我国经济迅速发展的同时，由于建筑、装饰装修、家具造成的室内 环境污染，已成为影响人们健康的一大杀手。据中国室内环境监测中心提供的数据， 我国每年由室内空气污染引起的超额死亡数可达 11.1 万人，超额门诊数可达 22 万人次， 超额急诊数可达 430 万人次。严重的室内环境污染不仅给人们健康造成损失，而且造 成了巨大的经济损失，仅 1995 年我国因室内环境污染危害健康所导致的经济损失就高 达 107 亿美元。 从目前检测分析，室内空气污染物的主要来源有以下几个方面：建筑及室内装饰 材料、室外污染物、燃烧产物和人本身活动。其中室内装饰材料及家具的污染是目前 造成室内空气污染的主要方面。国家卫生、建设和环保部门曾经进行过一次室内装饰 材料抽查,结果发现具有毒气污染的材料占 68%,这些装饰材料会挥发出 300 多种挥发性 的有机化合物。其中甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯、挥发性有机物以及放射性气体氡 等，人体接触后，可以引起头痛、恶心呕吐、抽搐、呼吸困难等,反复接触可以引起过 敏反应，如哮喘、过敏性鼻炎和皮炎等,长期接触则能导致癌症(肺癌、白血病)或导致 流产、胎儿畸形和生长发育迟缓等。 1.2 我国涂料的现状我国涂料的现状 1.2.1 我国涂料的主要种类我国涂料的主要种类 第一类是低档水溶性涂料，是聚乙烯醇溶解在水中，再在其中加入颜料等其他助 剂而成。为改进其性能和降低成本采取了多种途径，牌号很多，主要产品有 106、107803 内墙涂料。这种涂料的缺点是不耐水、不耐碱，涂层受潮后容易剥落，属 低档内墙涂料，适用于一般内墙装修。该类涂料具有价格便宜、无毒、无臭、施工方 便等优点。干擦不掉粉，由于其成膜物是水溶性的，所以用湿布擦洗后总要留下些痕 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 2 迹，耐久性也不好，易泛黄变色，但其价格便宜，施工也十分方便，目前消耗量仍最 大，约占市场 50%，多为中低档居室或临时居室室内墙装饰选用。 第二类是乳胶漆，它是一种以水为介质，以丙烯酸酯类、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、 醋酸乙烯酯类聚合物的水溶液为成膜物质，加入多种辅助成分制成，其成膜物是不溶 于水的，涂膜的耐水性和耐侯性比第一类大大提高，湿擦洗后不留痕迹，并有平光、 高光等不同装饰类型。由于目前其色彩较少，装饰效果与 106 类相似。其实这两类涂 料完全不是一个档次，属中高档涂料，虽然价格较贵，但因其优良的性能和装饰效果， 所占据的市场份额越来越大。好的乳胶涂料层具有良好的耐水、耐碱、耐洗刷性，涂 层受潮后决不会剥落。一般而言（在相同的颜料、体积、浓度条件下），苯丙乳胶漆 比乙丙乳胶漆耐水、耐碱、耐擦洗性好，乙丙乳胶漆比聚醋酸乙烯乳胶漆（通称乳胶 漆）好。 第三类是目前十分风行的多彩涂料，该涂料的成膜物质是硝基纤维素，以水包油 形式分散在水相中，一次喷涂可以形成多种颜色花纹。 近年来又出现一种仿瓷涂料属第四类，其装饰效果细腻、光洁、淡雅，价格不高， 只是施工工艺繁杂，耐湿擦性差。 1.2.2 我国涂料工业的发展趋势我国涂料工业的发展趋势 1)调整产品结构 一是逐渐淘汰落后工艺、落后设备和品质低劣的产品如低档建筑涂料聚乙烯醇水 玻璃内墙涂料（106）、聚乙烯醇缩甲醛涂料（107）、淀粉涂料、纤维素改性淀粉涂 料等产品。 二是大力发展高档合成树脂涂料，使高档合成树脂涂料的比例由目前的 70，提 高到 2005 年的 80。 三是大力发展节能低污染的水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料、无溶剂涂料和 辐射固化涂料。在建筑涂料中，提高乳胶涂料比例，到 2005 年达到 5060。在工 业制品涂料中，扩大水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料的应用，到 2005 年，使水性 涂料的比例达到 15，粉末涂料所占比例达到 10。实现这一目标，将使节能低污染 涂料占涂料总产量的比例从目前的近 30，提高到 2005 年的 40。 四是改变我国国有企业追求大而全、小而全的生产模式，建议国家制定鼓励提高 专用涂料技术水平、淘汰性能低劣涂料产品的政策，使汽车、航空、集装箱、重防腐、 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 3 高档家具等各类专用涂料和功能性涂料都形成一定的生产规模，加强专业化生产，以 此推动涂料工业产品结构的优化。 五是重视解决高档涂料用原料的供应问题。通过自主开发和消化吸收引进技术， 实现通用树脂专业化、规模化生产；基础无机颜料、关键助剂实现国产化；提高原材 料自给率，为改善涂料行业的产品结构创造条件。 2) 提高技术装备水平 逐步改造现有生产装置，提高自动化水平和劳动生产率，降低劳动强度，改善操 作环境。大宗产品生产实现设备大型化，高温树脂全面采用热媒加热系统。 3) 加强科研开发 重点突破对国民经济有较大影响的专用涂料的研究开发。 重点开发超耐候性（10 年以上）建筑涂料，如有机硅、有机氟及其改性的丙烯酸 酯类乳胶涂料；加快汽车涂料水性化、系列化研究，以轿车漆为重点，主攻高装饰、 低污染轿车漆，发展水性化、高固体分、无溶剂以及金属闪光漆和高鲜映度等品种； 开发防腐时效在 15 年以上的桥梁和船舶用防腐蚀涂料；开发具有特殊功能的防火涂料、 隔音涂料、耐高温涂料、隔热涂料等；开发低能耗高性能的各类脂肪族和芳香族聚氨 酯涂料及环氧树脂涂料。使汽车涂料、船舶涂料、集装箱涂料、建筑涂料、防腐涂料 等方面的生产技术水平达到发达国家 90 年代初期的水平，基本上能够满足相关行业的 发展要求。 4) 环境保护并加大执法力度 目前，我国涂料在施工时，有数十万吨的溶剂挥发到大气中。溶剂挥发是继汽车 尾气排放及烟雾漂尘之后的第三大空气污染源。建议国家尽快制定“涂料生产及施工环 境保护法规”，限制挥发性有机物在涂料中的使用量，并禁止生产和使用 voc 含量较 高的涂料品种。 5) 优化企业结构，加强专业化生产 为提高全行业的经济效益和稳定产品质量，要积极鼓励、引导企业向专业化方向 发展：树脂生产专业化、涂料生产专业化、色浆生产专业化，并在此基础上形成规模 化生产。 6) 继续扩大对外经济技术合作 随着我国涉外经济法律体系的不断完善，投资环境会越来越好。吸收外商直接投 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 4 资，作为我国对外开放的一个重要组成部分，今后还将继续贯彻下去。国家为逐渐扭 转外商在华直接投资东、中、西部依次递减的态势，将制定出外商在华投资地区导向 性政策，鼓励外商到中西部投资。这也将成为我国政府加快中西部发展的重要措施之 一。涂料行业要与国家的对外经济政策保持一致，创造条件，积极引进先进技术，吸 收投资，并向中西部倾斜，推动我国涂料工业的平衡发展。 1.3 涂料中有害物质介绍涂料中有害物质介绍 1.3.1 重金属重金属 涂料中所含的重金属来源于涂料生产时加入的各种助剂，如催干剂、防污剂、消 光剂、颜料和各种填料中所含的杂质，如：锡化合物、汞化合物、铜化合物、化合物、 锌化合物、铅化合物等。重金属侵入人体会逐渐在体内蓄积，并转化成毒性更强的金 属有化合物，使人出现不同程度的中毒症状。其毒性大的金属类型、理化特性、浓度、 存在的价态及形态有一般来讲，可溶性金属要比颗粒金属毒性大，又金属化合物比相 应无机物毒性大，由于金属以不同存在时，毒性大小不同，所以在涂料中可以分别 “可溶性”金属和金属总量。 1.3.2 甲醛甲醛 甲醛污染物存在于大部分装饰材料和家具中。如：劣质人造板，胶粘剂和未达标 的涂料等9。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体。经呼吸道吸入，造成肝肺功能、免疫 力下降，甲醛还被国际癌症研究机构（ iarc 1995 ）确定为可疑致癌物10。甲醛的释 放过程是一个连续的动力学过程，其释放量与产品的化学结构本身有关，也与产品的 使用期、室内温度、湿度以及通风程度有关。有资料表明，在室内温度在 2030和 相对湿度 30%70%范围内，树脂中释放的甲醛浓度与温度、相对湿度成正比关系。 1.3.3 苯系物苯系物 苯系物存在于各种建筑材料的有机溶剂和各种油漆稀释剂中，一些未达标的防水材料 中也大量存在。苯系物（包括苯、甲苯、二甲苯等）为无色具有特殊芳香气味的气体。 苯及苯系物被人体吸入后，可出现中枢神经系统麻醉作用；可抑制人体造血功能，使 红血球、白血球、血小板减少，再生障碍性贫血患率增高；还可导致女性月经异常， 胎儿的先天性缺陷等。皮肤接触和吸收引起中毒，会造成嗜睡、头痛、呕吐等。苯系 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 5 物被国际癌症研究机构确认为有毒致癌物质。 1.3.4 总挥发有机物（总挥发有机物（tvoc） 含有总挥发有机化合物（ tvoc ）污染成分的材料有油漆、乳胶漆等。tvoc 挥 发性有机化合物（voc）在室内空气中作为异类污染物，由于它们单独的浓度低，但 种类多，一般不予逐个分别表示，以 tvoc 表示其总量11。tvoc 包括甲醛、苯、对 （间） （邻）二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、三氯乙烯、三氯甲烷、十一烷等。研 究表明，即使室内空气中单个 voc 含量都低于其限含量，但多种 voc 的混合存在及 其相互作用，就使危害强度增大。 tvoc 表现出毒性、刺激性，能引起机体免疫水平 失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状，还可能 影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，甚至引起死 亡。 1.3.5 游离甲苯二异氰酸酯游离甲苯二异氰酸酯 (tdi ) 甲苯二异氰酸酯（ tdi ）污染物大多数存在于聚氨酯漆产品中。在人体中具有积 聚性和潜伏性， 甲苯二异氰酸酯（ tdi ）是具有强烈刺激性气味的有机化合物，对皮 肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，长期接触或吸入高浓度的 tdi 气体可引起支气管 炎、过敏行哮喘、肺炎、肺水肿等。 1.3.6 氡氡 氡是一种无色、无味、无法察觉的惰性气体。水泥、砖沙、大理石、瓷砖等建筑 材料是氡的主要来源，地质断裂带处也会有大量的氡析出。氡及其子体随空气进入人 体，或附着于气管粘膜及肺部表面，或溶入体液进入细胞组织，形成体内辐射，诱发 肺癌、白血病和呼吸道病变。世界卫生组织研究表明，氡是仅次于吸烟引起肺癌的第 二大致癌物质。 1.3.7 氨氨 氨是一种无色而有强烈刺激气味的气体。主要来源于混凝土防冻剂等外加剂、防 火板中的阻燃剂等。对眼、喉、上呼吸道有强烈的刺激作用，可通过皮肤及呼吸道引 起中毒，轻者引发充血、分泌物增多、肺水肿、支气管炎、皮炎，重者可发生喉头水 肿、喉痉挛，也可引起呼吸困难、昏迷、休克等，高含量氨甚至可引起反射性呼吸停 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 6 止。 1.4 国内涂料有毒有害物质的检测现状和发展趋势国内涂料有毒有害物质的检测现状和发展趋势 1.4.1 重金属的检测技术重金属的检测技术 对于重金属的检测主要采用分光光度计法、原子光谱法、电化学测定痕量金属元 素。涂料中金属元素含量较低，一般采用前 2 种测定方法，容量法适用于金属元素浓 度高的样品测定。分光光度计法测定有一定的缺点，由于测定在一定测量条件及浓度 范围内，吸光度与待测元素浓度成线形关系，但由于许多金属元素性质接近，且有些 显色剂选择性差，使得这种方法不得不更多地考虑如何控制显色条件，采用加入掩蔽 剂等多种方法来消除干扰。这就使得该法应用受到一些限制。 与分光光度计法相比，目前原子光谱分析已成为涂料产品中痕量重金属分析的首 选技术。这里所说的原子光谱包括原子发射光谱分析法（主要用于定性半定量分析） 、 原子吸收光谱分析法（主要用作定量分析）和等离子体原子发射光谱。原子吸收光谱 法可对六十多种金属元素及某些非金属元素进行定量测定，其检出限低，准确度好， 因此到 20 世纪 60 年代后期，原子吸收光谱法得到了空前的发展，基于上述原因，现 代实验室几乎都采用原子吸收光谱法作为金属元素的常规分析手段。 1.4.2 对涂料中甲醛的检测技术对涂料中甲醛的检测技术 在对涂料中甲醛的测定中，我国的检测专家研究了用极谱法测定空气中的甲醛1； 可采用 girards 试剂涂在玻璃纤维上来吸附空气中的甲醛形成甲醛腙，用水使之解吸， 再用吸收伏安法进行甲醛的测定；在温室及酸性条件下，根据甲醛对溴酸钾氧化乙基 的反应与有显著的促进作用，且反应具有一定的诱导期的原理，通过测量诱导期建立 了测定甲醛的动力学分析新方法2，测定甲醛的线性范围为 0.10-1.50mg/l,检出限为 0.05mg/l；用衍生气相色谱法3测定居室空气中的甲醛，方法的检出限为 0.02mg/l(水 溶液）；包丽4将样品经分离柱分离后，用 sp2308-1 型转化炉转化成乙醇，用配有氢 火焰离子化检测器气相色谱仪测定车间空气中的甲醛。张素玢5用顶空气相色谱法测定 化工厂排放污水中低沸点易挥发的甲醛，乙醛，丙醛含量。采用品红-亚硫酸钠法6测 定涂料废水中的甲醛含量；陈乃平7探讨了在高含量氨的干扰下，用乙酰丙酮分光光度 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 7 法测定水样中微量甲醛的可行性。陈炎8建立了乙酰丙酮荧光光度法测定环境空气中的 微量甲醛的方法。 1.4.3 苯系物的检测技术苯系物的检测技术 空气中苯的检验方法毛细管气相色谱法，适用居住区大气中苯、甲苯和二甲苯浓 度的测定，也适用于室内空气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。空气中苯用活性炭管 采集，然后用二硫化碳提取出来。用氢火焰离子化检测器的气相 色谱仪分析，以保留 时间定性，峰高定量。 固相微萃取技术(spme) 是90 年代发展起来的一种新型、高效的样品预处理技术。 它是一种通过石英纤维表面的固相涂层对样品中的分析物进行萃取分离和富集的方法， 具有无溶剂，可直接进样，操作简便、快速、灵敏，是一种有利于环保的很有应用前 景的预处理方法。目前这种固相微萃取被广泛用于多种环境样品(水、空气、土壤) 、 生化样品。尤其是含有痕量有机物样品的分析。苯系物尤其是苯、甲苯、二甲苯是重 要溶剂和基本化工原料。由于苯、甲苯、二甲苯具有溶解力强、挥发速度适中等特点， 是目前涂料业常用的溶剂，在施工过程中挥发出苯、甲苯和二甲苯，影响人体中枢神 经系统，对呼吸道和皮肤产生刺激作用。因此，建立一种快速、灵敏而简便的方法测 定涂料中苯系物的含量具有重要的意义。国内外环境监测推荐的标准方法是二硫化碳 萃取气相色谱法。 1.4.4 tvoc 的检测技术的检测技术 室内空气总挥发性有机化合物（tvoc）的色谱检测仪器一般有两种。一种是质谱 联用，质谱联用是气相色谱和质谱仪通过接口连接起来，气相色谱仪将复杂的混合物 分离成单组分进入质谱仪进行检测分析，价格比较昂贵。另一种是人工手动进样到配 备单个氢火焰离子化检测器检测的气相色谱仪，后者比较经济，故多被实验室采用。 1.4.5 甲苯二异氰酸酯（甲苯二异氰酸酯（ tdi ）的检测技术）的检测技术 游离 tdi 的监测方法有化学分析法，气相色谱法，高效液相色谱法。最新报道的 有用 tenax/吸附浓缩/热脱附/气相色谱分析游离 tdi 的方法。 1.4.6 氡的检测技术氡的检测技术 测量环境空气中氡及其子体有四种测定方法，即径迹蚀刻法、活性炭盒法、双滤 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 8 膜法和气球法。径迹蚀刻法，此法是被动式采样，能测量采样期间内氡的累积浓度， 暴露 20d，其探测下限可达 2.1103bqhm3。探测器是聚碳酸脂片或 cr-39，置于一 定形状的采样盒内.组成采样器。活性炭盒法，活性炭盒法也是被动式采样，能测量出 采样期间内平均氡浓度，暴露 3d，探测下限可达到 6bqm3。 1.4.7 氨检测技术氨检测技术 纳氏试剂分光光度法，中氨吸收在稀硫酸中，与纳氏试剂作用生成黄色化合物， 根据着色深浅，比色定量。 1.5 国外涂料中有毒有害物质的检测现状和发展趋势国外涂料中有毒有害物质的检测现状和发展趋势 1.5.1 重金属的检测技术重金属的检测技术 meng-dawn cheng14研究用激光耦合等离子发射光谱仪测定各种作业环境中的气 溶胶状态的铅。r.allabashi15比较了 fi-hg-ass,et=ass,hg-et-aas 3 种测定元素硒 的方法的差异。torsten mary 16通过 lucifer yellow ch 作为选择性金属试剂，利用荧 光法测定水溶液中的铜（） 。irina g17用 et-aas 测定聚丙烯中的微量 ti（ug/g） 1.5.2 voc 的检测技术的检测技术 据估计，全世界涂料年产量约 2500 万吨，并以 3%的速度增长，按平均含溶剂 40%计， 全世界每年排放到大气中的溶剂约 1000 万吨，因此涂料释放的挥发性有机化合物 （voc）是空气污染的重要来源。国外用于分析空气中的挥发性有机化合物(voc)的 校正气体发生器有了很大的进展；b.schick 设计了一种用于收集挥发性和半挥发性气体 的装置，并成功用于癸烷、小坚果等样品的测定实验；研究了用 ftir 直接测定硝基漆 中的丙酮、异丙醇的含量；利用 gc 和固相萃取技术直接测定水性涂料的 voc；用一 种自动化的 gc 系统对大气中挥发性有机化合物进行连续测定。 1.5.3 甲醛的检测技术甲醛的检测技术 yvander18报道了用 hplc 测定洗发剂中的甲醛。zhang zheng-qi19研究了用 极谱法测定空气中的甲醛。tadashi mori20用二硝基苯腙（dnph）测定汽车尾气中的 甲醛含量时，探讨了 no2 对甲醛测定的影响。viviane van den bergh21研究了用 gc 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 和 hplc-ms 测定醛类产品的可能性。f.reche22利用 hantzsh 反应将样品中的甲醛萃 取出来，然后在进行测定。k.feige23在二羟基丙酮体系中，建立了用毛细管电泳测定 微量甲醛的方法。n.gayathri24用亚硫酸氢钠法测定化学镀池流出物中的甲醛。 m.toliva-teles25用测定树脂中的游离甲醛。 1.5.4 tdi 的检测技术的检测技术 国外对游离 tdi 的检测方法与国内的检测技术差别不大，特别提出的是利用苯二 甲基蓝染料与 tdi 能够进行可逆反应，对 lb 和蒸汽膜构成的装置进行了比较，试验 结果表明：测定 tdi 的速度，蒸汽膜要比 lb 快。 1.6 选题的目的和意义选题的目的和意义 为了减少装修后室内空气污染物，保护人民身体健康，保证涂料的卫生安全，规 范涂料市场，促进我国涂料工业向着环保型和健康型发展并与国际先进标准接轨，我 国在比较短的时间内制定了 gb 18582-2001 内墙涂料中有害物质限量标准。该标准是 室内装饰装修材料有害物质限量 10 项强制性国家标准中的 1 项，于 2002 年 1 月 1 日实施。内墙涂料标准规定了室内装修装饰用墙面涂料对人体有害物质容许限值的技 术要求、试验方法、检测规则、包装标志、安全涂装及保护等内容。该标准的发布与 实施，对涂料的生产，使用，质检，科研设计以及市场管理等都是至关重要的12 。此 次毕业设计所选用的是火焰原子吸收法检测出涂料中“可溶性”铅的含量，其选择性 较好，操作简便，准确度高，能快速准确的检测出涂料中“可溶性”铅的含量。 根据内墙涂料的类型，组成及性质，能够造成室内空气质量下降并有可能影响人 体健康的有害物质主要为挥发性有机化合物、游离甲醛、可溶性铅、可溶性镉、可溶 性铬和可溶性汞等重金属。挥发性有机化合物对人体总是有毒的。严重时使人头痛， 咽喉痛。游离甲醛对皮肤、眼睛以及呼吸道具有很强的刺激性，国际癌症中心已将游 离甲醛列为人类可疑致癌物质，可溶性铅、可溶性镉、可溶性铬和可溶性汞等重金属 是常见的有毒的物质，它们分别能损害神经，造血和生殖系统，损害肾或肺功能，引 起接触性皮炎或湿疹以及影响中枢神经系统。所以gb18582-2001内墙涂料标准的技术 要求13包括以下几项，如下表所示： 表 1-1 gb18582-2001 技术要求 table 1-1 the technical require of gb18582-2001 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 10 项 目限 量 值 挥发性有机化合物(voc)/(g/l) 200 游离甲醛 0.1 可溶性铅 90 可溶性镉 75 可溶性铬 60 重金属/(mg/kg) 可溶性汞 60 我国室外大气卫生标准为0.05mg/m3(最大值)，室内装饰5个月后，甲醛浓度一般可 低于0.1 mg/m3，装饰7个月后，可降至0.08 mg/m3以下，一般住宅在新装修后的峰值约 在0.20.1 mg/m3左右，个别达0.87 mg/m3。 1.7 火焰原子光谱法的介绍火焰原子光谱法的介绍 原子吸收光谱分析又称为原子吸收分光光度分析。早在 18 世纪初，人们就开始对 原子吸收光谱太阳连续光谱的暗线进行了观察和研究。但是，原子吸收光谱法作 为一种分析方法是从 1955 年才开始的。这一年，澳大利亚的物理学家 walsh 发表了著 名的论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用” ，奠定了原子吸收光谱分析法的理论基 础。从时间上看，原子吸收光谱在分析化学上的应用比原子发射光谱法晚了约 80 年， 但由于原子吸收光谱所具有下过的一些优点，使它一出现即引起了重视，并在 20 世纪 60 年代取得了发展，其发展和普及速度之快，是其它仪器分析方法所不能相比的26。 原子吸收光谱分析是基于物质产生的原子蒸气对特定谱线(通常是待测元素的特征 谱线)的吸收作用来进行定量分析的一种方法。如图 1-1 所示：如果要测定试液中镁离 子的含量，先将试液喷射成雾状进入燃烧火焰中，含镁盐的雾滴在火焰温度下，挥发 并离解成镁原子蒸气。再用镁空心阴极灯作光源，它辐射出具有波长为 285.2nm 的镁 的特征谱线的光，当通过一定厚度的镁原子蒸气时部分光被蒸气中基态镁原子吸收而 减弱。通过单色器和检测器得到镁特征谱线光被减弱的程度，即可求得试样中镁的含 量。由此可见，原子吸收光谱分析利用的是原子吸收 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 11 图 1-1 原子吸收分析示意图 fig1-1 sketch map of atomic absorption analysis 现象。在原子吸收法的实验条件下，原子蒸气中基态原子比激发态原子数要多得多， 所以测定的大部分是原子，这就使原子吸收法往往具有较高的灵敏度。又由于激发态 原子数的温度系数显著大于基态原子，因此具有高的信噪比。原子吸收光谱法是特效 性、准确度和灵敏度都很好的一种定量分析方法。 如前所述，原子吸收分析的主要特点是测定灵敏度高，特效性好，抗干扰能力强， 稳定性好，适用范围广，可测定七十多种元素。加上仪器较简单，操作方便，因而原 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 12 子吸收分析法的应用范围日益广泛。例如在测定矿物、金属及其合金、玻璃、陶瓷、 水泥、化工产品、土壤、食品、血液、生物试样、环境污染物等等试样中的金属元素 的含量时，原子吸收法往往是一种首选的定量方法，因而它在分析化学中已占有重要 地位。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 13 第二章第二章 实验研究实验研究内容内容 2.1 实验仪器实验仪器 火焰原子吸收光谱仪和适合的乙炔，空气 火焰原子吸收仪的型号：上海精密科学仪器有限公司生产的 aa370mc 乙炔钢瓶：提供乙炔气体，压力是 0.07mpa,流量是 1.5l/min; 空气压缩机：提供空气,压力是 0.07mpa，流量是 6.0l/min. 鼓风烘箱，能维持 1052 适用于实验用的离心机。 机械搅拌器 ph 计和电极 微孔滤纸：孔径 4.5um 马弗炉和电热板 水浴锅 能恒温在 232 玻璃仪器： 容量瓶：100ml 、1000ml、250ml、500ml 滴定管：1ml、5ml、10ml、20ml 试剂瓶：5000ml、500ml 离心管：15ml 滴管 烧杯：100ml 漏斗 铁架台 2.2 实验所用的实验所用的药品及配置药品及配置 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 14 在分析过程中，只能使用分析纯的试剂，并只能使用符合 gb 6682 中规格的，纯 度为 2 级的水。 盐酸（hcl） c(hcl)=0.07mol/l 每升含 1g 铅的标准储备溶液： 称取 1.598g(准确至 1mg)硝酸铅（先在 105干燥 2 小时）于 1000ml 容量瓶中， 用盐酸溶液（2.4.1）溶解，并稀释至刻度，充分摇匀。 1ml 此标准储备溶液含 1mg 铅。 每升含 100mg 铅的标准溶液： 用移液管将 100ml 标准储备溶液（2.4.4）移入 1000ml 容量瓶中，用盐酸溶液 （2.4.1）稀释至刻度，并充分摇匀。1ml 此标准溶液含 100ug 铅。此溶液应在使用的 当天配制。 丙酮 1.1.1-三氯乙烷 四氢呋喃 盐酸浓溶液 盐酸浓溶液 1：1（v/v） ，用一份水稀释一份密度（）约为 1.18g/ml 的盐酸溶液。 乙醇 乙醇含量至少 95%（v/v） 。 硝酸 用 1 份体积的水稀释 1 份体积的硝酸（=1.40g/ml） 2.3 实验原理实验原理 用合适的溶剂稀释液体试样,随后用离心机分离出样品中的颜料。根据被检测的产 品有三种分离方法。用 0.07mol/l 盐酸萃取由母体中分离出来的颜料；将离心得到的液 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 15 体部分蒸发至干，残渣经干燥，灰化，用硝酸萃取。 采用火焰原子吸收仪，将试验溶液吸入乙炔/空气火焰中，测量由铅空心阴极灯发 射的选择谱线波长在 283.3nm，电流为 6ma 处来吸收，来测定溶液中的“可溶性”铅 的含量。 2.4 引用标准引用标准 gb 6682 实验室用水规格。 gb 9760 涂料和清漆液体或粉末状涂料中酸萃取物的制备。 2.5 实验步骤实验步骤 2.5.1 铅标准参比溶液的配制铅标准参比溶液的配制 铅的标准溶液应在使用的当天配制。 取 100ml 标准溶液稀释至 1000ml；用滴定管按表 21 所示的体积数将铅标准溶 液分别加到 6 个 100ml 容量瓶中，再分别用盐酸稀释至刻度，并充分摇匀。 表 21 铅标准溶液的配制 tab21 the prepare for pb standard aqua 标准参比溶液 no.标准铅溶液（2.4.4）的体积 ml标准参比溶液中铅的相应浓度 ug/ml 00.000.0000 12.000.2000 25.000.5000 310.001.0000 415.001.5000 520.002.0000 2.5.2 标准工作曲线的绘制标准工作曲线的绘制 以标准参比溶液铅的浓度（以 ug/ml 计）为横坐标，以相应的吸光度值减去空白试 验溶液的吸光度值为纵坐标，绘制曲线。 2.5.3 试样的处理试样的处理 a.分离液体涂料样品中的颜料分离液体涂料样品中的颜料 操作步骤： 称量一批离心管，准确到 10mg。于每只管子中加入 1020g 制备好的试样，操作 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 16 时应注意避免玷污离心管壁和管口。立即称量管子和试样，准确到 10mg。加入所选择 的溶剂至管子约 1/2 处，并用玻璃棒充分搅拌。用溶剂洗净各玻璃棒，将全部洗涤液加 到相应的管子中。继续添加溶剂，使相对应的离心管平衡到 0.1g 之内，应注意保证足 够的工作液面而不溢出。离心分离，直至完全分离成一层清澈的液体和一个颜料饼为 止。将一组离心管的上层清夜完全倾入容器内。 再往各试管中加溶剂，重复上面操作，进行三次。在此过程中要特别注意使颜料 饼充分分散。为助其迅速干燥，最后用丙酮代替所选择的溶剂。加丙酮混合时，要特 别注意使整个颜料饼分散。离心分离并转移溶液到上述容器里。保存此合并萃取液， 用作以下实验中。 残余的丙酮蒸发后，将离心管放入烘箱内，于 1052下恒温至少 3h。取出放入 干燥器中，冷却至室温并称量，准确到 10mg。然后重新放入已恒温的烘箱中，恒温至 少 1h，取出，在干燥器中冷却至室温后称量。重复上述步骤操作，直至恒重，即两次 连续称量结果之差不大于 10mg。 计算涂料中颜料的含量，以涂料试样的质量百分数表示。 在分离操作步骤结束时，检查干燥的颜料饼，如能容易地粉碎，就表明漆基已令 人满意的被萃取了。 如果颜料仍有粘聚现象，应选用更合适的溶剂或混合溶剂，对原涂料试样重复上 述整个操作步骤。 （注：最后至少要得到 10g 的颜料） 将上面得到的一组干燥的颜料全部取出，放在两张光滑的纸之间，小心敲碎，用 轻轻压滚而无研磨的动作分散颜料，使其恰能通过 500m 筛网，待全部颜料通过筛网 后进行收集。 将过筛的颜料全部装入称量瓶内，置于烘箱内，在 1052下恒温烘 2h。取出此 称量瓶并贮存在干燥器中，供萃取用。 b.用酸萃取用酸萃取“可溶性可溶性”金属金属 此法用于总铅含量小于 1%（m/m）的涂料。颜料和酸的质量比为 1：15。 步骤： 将制备好的颜料或粉末状涂料以两份试样平行进行萃取。萃取和分析前试样应避 免阳光直接照射。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 17 称取 5.00.01g 制备好的颜料试样到一只洁净干燥的 150ml 烧杯中，用 2ml 或比 润湿试样最低量稍多一点的乙醇润湿试样，粉末状涂料可用其它合适的润湿计。装上 机械搅拌器并加入 75ml 预先在水浴调节到 232的稀盐酸。将烧杯放在 232的 水浴上并立即开始搅拌混合物。将 ph 计的电极插入混合物，如有需要，可滴加浓盐酸 （2.3.5） ，使混合物的 ph 值调节为稀盐酸（2.3.1）的 ph 值。继续搅拌 151min 后， 使其于 232下静止 151min。随后将混合物倾入过滤装置上的薄膜过滤器中进行 过滤，收集起始 10 min 里所得的清澈的滤液于合适的玻璃容器内，立即盖上容器盖子。 保留过滤的萃取液，用于后面部分作“可溶性”铅的测定。滤液应恰当的分成几 份，供每次测定用。应尽可能地在 4 小时内进行“可溶性”金属的测定。 c.萃取得到的液体部分的处理萃取得到的液体部分的处理 步骤： 对一份萃取的液体部分和空白试验溶液按下述同样步骤进行操作。 将贮存在有盖玻璃容器里的按分離步骤得到的溶液置于一个合适的容量瓶中，用 溶剂或混合溶剂稀释到规定的体积。转移一份试样到合适容积的瓷或二氧化硅的器皿 里，放在水浴锅上蒸发，以出去大部分溶剂。 将器皿放在电热板上，缓慢升温以除去全部残留溶剂，逐渐升高电热板温度，直 至物质开始炭化。随后，将器皿放在马弗炉里，维持温度 47525下灰化。当灰化完 全后，从马弗炉中取出器皿并使之冷却至室温，用玻璃棒将灰化物敲碎成极细的颗粒， 并将该棒留在器皿内，供下面过滤步骤使用。 为防止灰化物反应剧烈，应缓慢加入 10ml 硝酸，以避免物质损失。在电热板上 小心加热，直至溶液剩余 2-3ml，再加入 10ml 硝酸，继续在电热板上加热直至残余 溶液少于 5ml 为止。加 20-25ml 水，用中速滤纸过滤，滤液用 100ml 容量瓶收集。 若滤液不清澈，则应以慢速滤纸重滤。 用水洗涤器皿和滤纸数次，将全部洗涤液转移到容量瓶里，用盐酸稀释到刻度并 摇匀。 保留滤液，做各种“可溶性”金属含量的测定。滤液应分几份，供每次测定用。 2.5.4 测定测定 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 18 调整光谱仪，首先测量盐酸溶液的吸光度，然后对每个实验溶液的吸光度测量三 次，随后再测量盐酸。最后，为了证实仪器灵敏度没有变化，需再测定标准参比溶液 no.3 的吸光度。若试验溶液的吸光度值高于浓度最高的铅标准参比溶液的吸光度值， 则应用已知体积的盐酸适当地稀释该试验溶液（稀释因子 f） 2.5.5 计算计算公式公式 a. 液体涂料的颜料部分液体涂料的颜料部分 盐酸萃取液中可溶性铅的质量按式（1）计算： mo= .(1) 11 6 01 10 fv aa 式中：a0按照规定的方法制备的空白试验溶液铅的浓度，ug/ml； a1从标准曲线上查得的试验溶液铅的浓度，ug/ml； f1稀释因子； mo盐酸萃取液中可溶性铅的质量，g； v1 用于萃取的盐酸与乙醇的体积之和（77ml）,ml； 液体涂料的颜料部分可溶性铅的含量按式（2）计算： cpb1= (2) 1 0 2 1 2 0 10 10 m pmp m m 式中：cpb1涂料的颜料部分中可溶性铅的含量，%（m/m） ； m1制备溶液所用式样的质量，g； p所得到的液体涂料中颜料的含量，%（m/m） ； b. 涂料的萃取液体部分涂料的萃取液体部分 萃取液中铅的质量按式（3）计算： 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 19 m2=(3) 22 6 01 10 fv bb 式中：b0制备的空白试验溶液铅的浓度，ug/ml； b1从标准曲线上查得的试验溶液铅的浓度，ug/ml； f2稀释因子； m2涂料的液体部分中铅的质量，g； v2溶液的体积（100ml）,ml； 涂料的液体部分中铅的含量按（4）计算： cpb2=.(4) 2 3 2 10 m m 式中：cpb2涂料的液体部分中铅的含量，%（m/m） ； m3“一组”涂料的总质量，g。 c. 液体涂料液体涂料 液体涂料中“可溶性”铅的总含量，以第 2.6.5.1 和第 2.6.5.2 条所得结果之和计算： cpb3=cpb1+cpb2 式中：cpb3液体涂料中“可溶性”铅的总含量。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 20 第三章第三章 实验结果与讨论实验结果与讨论 3.1 涂料中铅含量的测定涂料中铅含量的测定 根据第二章所描述的方法测定了四种涂料。 a. 标准曲线的绘制标准曲线的绘制 表 3-1 铅标准溶液吸光度 tab3-1 the absorbency of pb standard aqua 铅标准液浓度 （ug/ml） 0.00000.20000.50001.00001.50002.0000 铅标准溶液 吸光度 a 0.0000.0030.0050.0080.0160.022 y = 0.0107 x + 0.0000 r2 = 0.9952 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 00.511.522.5 浓度(mg/l) 吸光度(a) 图 3-1 铅标准工作曲线 fig3-1 the work curve of pb standard aqu 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 21 b. 号苯丙号涂料号苯丙号涂料 1 1 表 3-2 测定数据处理 tab3-2 the measurement data handles 样品号数 测定铅的浓度 (ug/ml) 铅的含量(ug/ml)平均含量(ug/ml)总的含量(mg/kg) 颜料饼样品 10.46303.1741 颜料饼样品 20.36992.5344 2.8542 液体部分0.09052.4412 5.2954 c. 号苯丙涂料中号苯丙涂料中 2 2 表 3-3 测定数据处理 tab3-3 the measurement data handles 样品号数 测定铅的浓度 (ug/ml) 铅的含量(mg/kg)平均含量(mg/kg)总的含量(mg/kg) 颜料饼样品 10.27681.4954 颜料饼样品