摘要应用具有温度.doc

摘要:应用具有温度、压力监控功能的高通量微波化学工作站，使人造革合成革样品在硝酸-氢氟酸-过氧化氢混合酸体系中充分消解，以硼酸消除过量氟离子的影响，采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定样品中Pb、Cd、Cr、Cu、Sb等重金属元素的含量。结果表明：优化微波消解条件和ICP-OES分析条件后，检出限为0.00190.0430g/ml，3种浓度水平的平均回收率在88.5%102.8%之间，相对标准偏差小于6.3%；该方法操作简便，多种元素可同时测定，检出限低，线性范围宽，干扰小，并具有良好的准确度和精密度，适用于人造革合成革中重金属元素的日常检测。 关键词:人造革合成革；重金属；微波消解；电感耦合等离子体发射光谱法 随着人们对自然生物保护的日益重视，作为天然皮革的良好替代品以聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）为主要原料的人造革合成革的需求越来越大，主要用于制鞋、服装、箱包、家具等1。人造革合成革原材料来源丰富，制品物理性能优良，从国内外的市场分析来看，人造革合成革已大量取代了资源不足的天然皮革。为了使PVC、PU具有稳定的物理化学性能和特定的用途，在生产加工过程中需要添加多种重金属元素，如铅盐、金属皂、有机锡热稳定剂等。在人造革合成革及其制品与人体直接接触时，重金属元素可通过皮肤侵入人体，之后便不再以离子形式存在，而是与人体内有机成分结合生成金属络合物或金属螯合物，从而对人体健康产生危害。随着人们对产品安全性能的日益关注，许多国家或国际组织纷纷出台了相关法规，限制有毒有害助剂在人造革合成革中的使用。我国也于2008年3月24日发布了GB215502008聚氯乙烯人造革有害物质限量标准，明确规定：“人造革中可溶性铅含量应不大于90mg/kg，可溶性镉含量应不大于75mg/kg”。 本文采用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定人造革合成革及其制品中铅、镉、铬、铜、锑的含量。微波消解法与传统的干、湿法消解相比，具有效率高、试剂用量少、无挥发性元素损失、测定结果重现性好、准确度高等优点；ICP-OES法可同时进行多元素的快速分析，且灵敏度高，基体效应较低，易建立检测方法，标准曲线具有较宽的检测动态范围，精密度和重复性好2。1实验部分 1.1主要原料 硝酸，优级纯，北京化工厂；过氧化氢，优级纯，北京化工厂；Pb、Cd、Cr、Cu、Sb标准溶液，浓度1000mg/L，北京纳克分析仪器有限公司；所用水电导率为18.2M?cm。 1.2仪器与设备 电感耦合等离子体发射光谱仪，ICP-700ES，美国瓦里安公司；高通量微波化学工作站，MDS-10，上海新仪微波化学公司；微机控温加热板，ECH-，上海新仪微波化学公司；超纯水机，UPHW，成都超纯科技有限公司。 1.3试验方法 准确称取人造革或合成革样品0.2g，置于聚四氟乙烯消化内罐中，加入硝酸4ml、过氧化氢1ml、氢氟酸0.5ml，将内罐放入外罐，密闭罐盖，在微波工作站中按以下程序消解：100消解10min，180消解10min，220消解20min。消解完成后，罐内温度冷却至室温，压力降至0.1MPa以下，加入5ml硼酸溶液，将消解液转移到25ml容量瓶中，用超纯水少量多次清洗内罐，清洗液合并至容量瓶中，定容至刻度，用于ICP-OES分析。同时进行空白试验。 1.4仪器分析条件 ICP-OES分析参数：RF射频发生器发射功率1.2kW，等离子气流量15.0L/min，辅助气流量1.50L/min，雾化器压力240kPa，清洗时间20s，一次读数时间10s，读数3次，背景矫正模式Fitted，蠕动泵转速15r/min，分析谱线Pb220.353nm，Cd228.802nm，Cr205.560nm，Cu327.395nm，Sb206.834nm。1实验部分 1.1主要原料 硝酸，优级纯，北京化工厂；过氧化氢，优级纯，北京化工厂；Pb、Cd、Cr、Cu、Sb标准溶液，浓度1000mg/L，北京纳克分析仪器有限公司；所用水电导率为18.2M?cm。 1.2仪器与设备 电感耦合等离子体发射光谱仪，ICP-700ES，美国瓦里安公司；高通量微波化学工作站，MDS-10，上海新仪微波化学公司；微机控温加热板，ECH-，上海新仪微波化学公司；超纯水机，UPHW，成都超纯科技有限公司。 1.3试验方法 准确称取人造革或合成革样品0.2g，置于聚四氟乙烯消化内罐中，加入硝酸4ml、过氧化氢1ml、氢氟酸0.5ml，将内罐放入外罐，密闭罐盖，在微波工作站中按以下程序消解：100消解10min，180消解10min，220消解20min。消解完成后，罐内温度冷却至室温，压力降至0.1MPa以下，加入5ml硼酸溶液，将消解液转移到25ml容量瓶中，用超纯水少量多次清洗内罐，清洗液合并至容量瓶中，定容至刻度，用于ICP-OES分析。同时进行空白试验。 1.4仪器分析条件 ICP-OES分析参数：RF射频发生器发射功率1.2kW，等离子气流量15.0L/min，辅助气流量1.50L/min，雾化器压力240kPa，清洗时间20s，一次读数时间10s，读数3次，背景矫正模式Fitted，蠕动泵转速15r/min，分析谱线Pb220.353nm，Cd228.802nm，Cr205.560nm，Cu327.395nm，Sb206.834nm。2.2标准曲线和检出限 试验采用多点线性校正，用5%硝酸将金属标准溶液逐级稀释成0.02、0.10、1.0、5.0、10g/ml的系列标准溶液。按1.4仪器分析条件进行测定，在0.0210mg/L范围内，待测元素的质量浓度x与发射强度y呈线性关系，线性方程及相关系数见表2。连续测定空白溶液11次，其结果的3倍标准偏差所对应的浓度值为5种重金属元素的检出限。表22.3回收率和精密度试验 分别向人造革合成革样品中添加0.1、1.0、10g/ml3个浓度水平的金属标准溶液，进行加标回收试验，每个浓度平行6份，并计算相对标准偏差。由表3可知，重金属元素的平均回收率在88.5%102.8%之间，相对标准偏差小于6.3%。表32.4样品分析 选择国内外企业提供的人造革合成革样品，按照1.3试验方法和1.4仪器分析条件对样品进行消解和检测，试验结果见表4。由表4可以看出，该方法适用于人造革合成革中重金属元素的检测分析，具有较高的实用性和广泛的应用前