化学类本科生毕业论文-《火焰原子吸收光谱法测定涂料中的镉》

1、江苏科技大学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 材料科学与工程学院 专 业 高分子材料与工程 学生姓名 李洋洋 班级学号 0440605204 指导教师 郭文录 二零零八年六月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的镉sensitive determination of cadmium by flame atomic absorption spectrometry 江苏科技大学本科毕业设计（论文）摘 要随着人们生活品质的不断提高,人们的环保意识逐渐增强，涂料的安全使用已成为人们十分关心的问题。检测并控制涂料中有毒有害物质的含量，对环境保护起着十分重要的作用。本文通过火焰原子吸收

2、光谱法测定涂料中的镉， gb 18582-2001国家标准规定涂料中镉限量为75mg/kg，因此需根据要求将样品进行离心处理得到颜料部分和液体部分，对这两部分分别进行处理利用绘制成的标准曲线方程求出样品这两部分中镉的总含量。再通过加标回收率的测定来验证仪器的精密度。此法选择性较好，操作简便、准确度高，精确度好，能快速准确地检测出涂料中“可溶性”镉的含量。关键词:火焰原子吸收光谱法；涂料；镉含量测定；加标回收率abstractas people continue to improve the quality of life, peoples awareness of environmental

3、protection gradually strengthen, the safe use of paint has become very concerned. detection and control of toxic and harmful substances in the paint play a very important role in the environment protection. this paper detects cadmium in the paint by flame atomic absorption spectrometric method. acco

4、rding to gb 18582-2001 the cadmium in the paint is limited to 75 mg / kg, so samples will be dealt into some of the paint and liquid with requests. the two samples were respectively processed using the equation which was obtained from the standard curves in order to obtaining the total cadmium conte

5、nt. through the determination of standard marked recovery rate we can verify the accuracy of equipment. this method which is selective good, simple, high accuracy and precision can quickly and accurately detect the soluble cadmium content in the paint.keywords: flame atomic absorption spectrometric

6、method；paint；detect cadmium content；standard marked recovery rate目 录第一章 绪论111 引言11.1.1 涂料中有毒有害的重金属11.1.2 甲醛21.2 涂料中有毒有害物质国内外检测技术的现状31.2.1 我国对涂料中重金属的检测技术31.2.2 我国对涂料中甲醛的检测技术31.2.3 国外对涂料中重金属的检测技术31.2.4 国外对涂料中甲醛的检测技术41.3 涂料重金属的检测技术41.3.1 原子吸收光谱分析简介41.3.2 分光光度计简介61.3.3 电化学法61.4 本课题研究的主要内容6第二章 实验研究内容82.1

7、 实验仪器82.2 所选用的药品及其配制82.3实验原理92.4 适用范围92.5 实验步骤92.5.1 标准曲线的绘制92.5.2 试验溶液102.5.3试样的处理102.5.4 测定132.5.5 计算公式13第三章 实验结果与讨论153.1 涂料样品中镉含量的测定153.1.1 配制标准溶液与绘制标准曲线153.1.2 苯丙苯丙纳米氟碳涂料样品数据处理163.2 加标回收率的测定193.3 讨论影响因素193.3.1 干燥条件的影响193.3.2 盐酸酸度的影响193.3.3 搅拌速度的影响193.3.4 不同测定环境的影响19结论20致谢21参考文献227第一章 绪论11 引言近年来我

8、国经济高速发展,人民生活水平和环保健康意识日益提高，涂料的安全使用已成为人们十分关心的问题。在工业发达国家，研究机构、国际组织和政府机构通过长期实验对涂料在加工、使用过程中所造成的污染与人们的健康关系有了足够的认识，并颁布了一些法规和管理条例对涂料提出了各种生态和毒性方面的标准，且正向更全面、严格和统一的方向发展。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

9、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。专家调查后发现，居室装饰使用含有有害物质的材料会加剧室内的污染程度，这些污染对儿童和妇女的影响更大。有关统计显示，目前我国每年因上呼吸道感染而致死亡的儿童约有210万，其中100多万儿童的死因直接或间接与室内空气污染有关，特别是一些新建和新装修的幼儿园和家庭室内环境污染十分严重。北京、广州、深圳、哈尔滨等大城市近几年白血病患儿都有增加趋势，而住在过度装修过的房间里是其中重要原因之一1。本课题检测了几种涂料中“可溶性”镉的含量，目的在于使人们对涂料市场的涂料质量有大致的了解，同时对涂料生产厂家

10、生产技术提出了新的要求，使涂料产品往无毒、高效、绿色环保方向发展。1.1.1 涂料中有毒有害的重金属涂料中重金属来源：涂料中所含的重金属来源于涂料生产中时加入的各种助剂，如催化剂、防污剂、消光剂、颜料和各种填料中所含的杂质。如：铅化物、锡化合物、汞化合物、铜化合物、钴化合物等。a 镉(cd)性质：银白色金属，略带淡兰色光泽、在空气中可氧化生成氧化镉，使毒性加倍。 危害：镉会引起肺气肿，使嗅觉减退或丧失，牙釉黄色环，体力减退等。1970年日本富山市的“痛痛病”事件就是由于长期的摄入镉，导致钙代谢障碍所致2。b 铅(pb)性质：银灰色金属，质地较软，400500蒸发后以气溶胶形式污染环境，是出现在

11、人类文明社会中最严重的环境污染物之一。危害：慢性铅中毒对人体的血液系统、神经系统和消化系统都会造成危害，主要表现为贫血、面色苍白、头痛、失眠、食欲减退等。更为严重的是它影响婴幼儿的生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能15，严重中毒者会造成痴呆3。c 铬(cr)性质：银灰色金属，坚硬，耐腐蚀，一般有cr3+和cr6+两种价态。危害：cr6+具有强氧化性，毒性也最强。由呼吸道吸入可引起鼻炎、咽炎、支气管炎，与皮肤接触会导致接触性皮炎或湿疹，cr3+和cr6+又同时有致畸、致癌、致突变的作用。1.1.2 甲醛甲醛来源：用作室内装饰的人造板材及其以甲醛为主要成分的粘合剂16。含有甲

12、醛成分并有可能向外界散发的其它各类装饰材料，比如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。燃烧后会散发甲醛的某些材料，比如香烟及一些有机材料。性质：无色易溶的刺激性气体，可经呼吸道吸收，其水溶液福尔马林可经消化道吸收。危害：长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起鼻咽癌。高浓度甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。甲醛还有致畸、致癌作用。长期接触甲醛的人，可能引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。来源：用作室内装饰的人造板材及其以甲醛为主要成分的粘合剂。含有甲醛成分并有可能向外界散发的其它各类装饰材料，比如

13、贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。燃烧后会散发甲醛的某些材料，比如香烟及一些有机材料。测定：采用滴定分析法（titrimetric analysi）、分光光度法（spectrophotometric method）、气相色谱法（gas chromatography，简称gc）、高效液相色谱法（high pertormance liquid chromatography,简称hplc）、电化学分析法（electrochemical analysis）。1.2 涂料中有毒有害物质国内外检测技术的现状1.2.1 我国对涂料中重金属的检测技术涂料中金属元素含量较低时一般采用采用分光光度

14、法、原子光谱法、电化学法测定痕量重金属元素。原子吸收光谱法（aas）是以测定气态、基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法，该方法可对六十多种金属元素及非金属元素进行定量测定，其检出限低，准确度好，是金属元素的常规分析检测方法。此外我国还报导了用电感耦合等离子体原子发射光谱法2测定防污漆中的铜和锡的金属监测方法；用原子吸收火焰法3测定合成树脂乳液内墙涂料中的铅含量；用有机相萃取微量铜，使铜与基体钛分离，再用原子吸收分光光度法测定钛白粉中的微量铜；用高压密闭微波溶样-edta析出法测定防污漆中的锡和铜；用乳化近样-火焰原子吸收分光光谱法测定清漆中的钴、锌、锰、铅，以及聚乙烯中的铜、镁；以k

15、bh4为还原剂，采用流动注射-冷原子吸收法测定涂料中的汞，建立了涂料中“可溶性”汞的测定方法。1.2.2 我国对涂料中甲醛的检测技术在对涂料中甲醛的测定中14，我国的检测专家研究了用极谱法测定空气中的甲醛4；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5，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

16、0.02mg/l(水溶液)；包丽6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7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7测定涂料废水中的甲醛含量；陈乃平8探讨了在高含量氨的干扰下，用乙酰丙酮分光光度法测定水样中微量甲醛的可行性。陈炎9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。1.2.3 国外对涂料中重金属的检测技术国内外现代化的实验室几乎都采用了原子吸收光谱法作为金属元素的常规分析手段，根据欧洲en71-3标准对玩具涂料（醇酸涂料）中的8种有毒元素（

17、as、ba、cd、cr、hg、pb、sb、sc）的迁移规律，国外一些国家做了进一步的探讨10。1.2.4 国外对涂料中甲醛的检测技术除了我国常用的甲醛检测技术外，国外还报导了用hantzsch反应10将样品中的甲醛萃取出来，然后再进行测定的方法；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11；用lc测定树脂中的游离甲醛等技术11。1.3 涂料重金属的检测技术1.3.1 原子吸收光谱分析简介原子吸收光谱分析12是基于物质所产生的原子蒸汽对特定谱线（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。如果要测定试液中镉离子的含量，先将试液喷射成雾状进入燃烧火焰中，含镉盐的雾

18、滴在火焰温度下，挥发并离解成镉原子蒸汽。再用镉空心阴极灯做光源，它辐射出具有波长为228.8nm的镉的特征谱线的光，当通过一定厚度的镉原子蒸汽时，部分光被蒸气中基态镉原子吸收而减弱。通过单色器和检测器测得镉特征谱线光被减弱的程度，即可求得试样中镉的含量。由此可见，原子吸收光谱分析利用的是原子吸收现象，而发射光谱分析则基于原子的发射现象它们是相互联系的两种相反的过程。如前所述，原子在两个能级之间的跃迁伴随着能量的发射和吸收。原子可具有多种能级状态，当原子受外界能量激发时，其最外层电子可能跃迁到不同能级，因此可能有不同的激发态。电子从基态跃迁到能量最低的激发态（称为第一激发态）时要吸收一定频率的光

19、，它再跃迁回基态时则发射同样频率的光（谱线），这种谱线称为共振发射线（简称共振线）。使电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收普线称为共振吸收线（也简称为共振线）各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态（或由第一激发态跃迁返回基态）时，吸收（会发射）的能量不同，因而各种元素的共振线不同而各有其特征性，所以这种共振线是元素的特征谱线。这种从基态到第一激发态的直接跃迁又最容易发生，因此对大多数元素来说，共振线是元素的灵敏线。在原子吸收分析中，就是利用处于基态的待测原子蒸汽对从光源辐射的共振线的吸收来进行分析的。原子吸收光谱测定条件的选择应包括以下几个方面：一、分析线

20、的选择 通常选择元素的共振线作分析线，可使测定具有较高的灵敏度。但并非在任何情况下都是如此。在分析被测元素浓度较高试样时，可选用灵敏度较低的非共振线作为分析线，否则，a值太大。此外，还要考虑谱线的自吸收和干扰等问题。 二、空心阴极灯电流 空心阴极灯的发射特性取决于工作电流。灯电流过小，放电不稳定，光输出的强度小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，灯寿命缩短。选择灯电流时，应在保持稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用较低的工作电流。一般商品的空心阴极灯都标有允许使用的最大电流与可使用的电流范围，通常选用最大电流的1/2 2/3为工作电流。实际工作中，最合适的电流应通过实验确定。通过测

21、定吸收值随灯电流的变化而选定最适宜的工作电流。空心阴极灯使用前一般须预热10 30 min。 三、火焰 火焰的选择与调节是影响原子化效率的重要因素。选何种火焰，取决于分析对象。 对于低温、中温火焰，适合的元素可使用乙炔-空气火焰；在火焰中易生成难离解的化合物及难溶氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亚氮高温火焰；分析线在220nm以下的元素，可选用氢气-空气火焰。 火焰类型选定以后，须通过试验调节燃气与助燃气比例，以得到所需特点的火焰。易生成难离解氧化物的元素，用富燃火焰；氧化物不稳定的元素，宜用化学计量火焰或贫燃火焰。合适的燃助比应通过实验确定。 四、燃烧器高度 燃烧器高度是控制光源光束通过火焰区域

22、的。由于在火焰区内，自由原子浓度随火焰高度的分布是不同的，随火焰条件而变化。因此必须调节燃烧器的高度，使测量光束从自由原子浓度大的区域内通过，可以得到较高的灵敏度。 对于氧化物稳定性高的cr，随火焰氧化特性增大，形成氧化物的趋势增大，a相应下降；反之，对于氧化物不稳定性高的ag，其原子浓度主要由银化合物的离解速度决定，a随火焰势高度增高而增大。而对氧化物稳定性中等的mg，a随火焰势高度增高而增大，达到最大之后，又随火焰势高度增高而下降。故测定时必须仔细调节燃烧器的高度。 五、狭缝宽度 狭缝宽度影响光谱通带与检测器接收辐射的能量。狭缝宽度的选择要能使吸收线与邻近干扰线分开。当有干扰线进入光谱通带

23、内时，吸光度值将立即减小。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度为应选择的合适的狭缝宽。 原子吸收分析中，谱线重叠的几率较小，因此，可以使用较宽的狭缝，以增加光强与降低检出限。在实验中，也要考虑被测元素谱线复杂程度，碱金属、碱土金属谱线简单，可选择较大的狭缝宽度；过度元素与稀土元素等谱线比较复杂，要选择较小的狭缝宽度,合适的狭缝宽度同样应通过实验确定。1.3.2 分光光度计简介在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与众不同波长相对应的吸收强度。如以波长（）为横坐标，吸收强度（a）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光

24、度法，也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。它们与比色法一样，都以beer-lambert定律为基础。上述的紫外光区与可见光区是常用的。但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。1.3.3 电化学法电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解

25、质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。1.4 本课题研究的主要内容本次毕业设计采用gb9758.488中的火焰原子吸收光谱法对涂料中的镉的含量进行测定。由于本设计是对有机材料中无机元素的测试，检测程序极其复杂，必须将无机元素从有机物中分离出来。但涂料中成分复杂，重金属含量不高，不能采用常规化学方法检测，而需采用仪器分析方法。表1-1 gb18582-2

26、001 技术要求检验项目限量值挥发性有机化合物/gl-1200游离甲醛/gkg-10.1可溶性铅/mgkg-190可溶性镉/mgkg-175可溶性铬/mgkg-160可溶性汞/mgkg-160第二章 实验研究内容2.1 实验仪器火焰原子吸收光谱仪：型号aa370mc；上海精密科学仪器有限公司(装有一个可通入乙炔和空气的燃烧器)；乙炔钢瓶：出口压力是0.07mpa,流量是1.5l/min;空气压缩机：提供空气,出口压力是0.07mpa，流量是6.0l/min.镉空心阴极灯。机械搅拌器。ph计和电极。鼓风烘箱，能维持1052；离心机，配有容积为15ml的惰性材料制的离心管；薄膜过滤器：孔径为0.1

27、5m；或其他能得到清澈滤液的合适过滤器。适合薄膜过滤器的过滤装置。水浴锅：能恒温在232。滴定管：10ml。移液管：1ml,5ml,10ml。容量瓶：容量为100ml，1000ml。带盖的玻璃容器，容积至少为2000ml。2.2 所选用的药品及其配制分析时，只能使用分析纯的试剂，并只能使用gb6682中规定的纯度为2级的水。甲苯乙醇（4：1）（适用于自干型色漆）盐酸浓溶液：1：1（v/v），用一份水稀释一份密度（）约为1.18 g/ml 的盐酸溶液；乙醇：含量至少为95%（v/v）。硝酸（1：1）：用一份体积的水稀释一份体积的硝酸（=1.40g/ml）。盐酸：c(hcl)=0.07mol/l。

28、 准确量取28ml含量至少为95%的浓盐酸，放入5000ml试剂瓶中，定容到刻度。每升含1g镉的标准储备溶液：有以下两种配制方法：a. 将准确含有1.000g镉的一安瓿标准镉溶液移入1000ml容量瓶中，用盐酸溶液稀释至刻度，并充分摇匀。b. 称取含有1g镉（准确至1mg）的规定纯度的水溶性镉盐于1000ml容量瓶中，用盐酸溶解，并稀释至刻度，充分摇匀。1ml此标准储备溶液含1mg镉。溶液每毫升约含镉1mg。每升含10mg镉的标准溶液：用移液管吸取10ml标准储备液于1000ml容量瓶中，用盐酸溶液稀释至刻度，充分摇匀。此溶液应在使用的当天配制。2.3实验原理将试验溶液吸入到乙炔/空气火焰中，

29、测量镉空心阴极灯发射的选择谱线，波长在228.8nm处的吸收。2.4 适用范围本方法适用于“可溶性”镉含量为0.05%5%（m/m）的涂料。超过此含量的涂料经适当稀释后可按此方法测定。2.5 实验步骤2.5.1 标准曲线的绘制（1）标准参比溶液的配制这些溶液应在使用当天配制。由滴定管分别向5个100ml容量瓶中注入标准镉溶液（2.2.3），注入体积数按表1所示，然后用盐酸（2.2.1）分别将每个容量瓶稀释至刻度，并充分摇匀。表2-1镉标准溶液的配制标准参比溶液 no.标准镉溶液的体积 ml标准参比溶液中镉的相应浓度g/ml000.0120.2240.4360.6480.85101.0 0号为空

30、白试验溶液。（2） 光谱测量 将镉光谱源安装在光谱仪上。以最佳条件作镉的测定，按照使用说明调节该仪器。为取得最大吸收，调节单色器波长至228.8nm,狭缝宽0.7nm,灯电流8ma。 按照吸收器燃烧器的特性调节乙炔和空气的流量，并点燃火焰，设置读数范围（假若有此设置），使标准参比溶液no.4几乎给出一个满刻度偏转。 分别使各个标准参比溶液以浓度上升的顺序通过抽吸进入火焰。重复用标准参比溶液no.3，以证实该装置确以达到稳定。在每次测量之间，都要吸入水通过燃烧器，并且每次必须保持相同的吸收率。（3） 标准曲线以标准参比溶液镉的浓度（以g/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

31、值为纵坐标，绘制曲线。2.5.2 试验溶液a. 液体涂料的颜料部分b. 液体涂料的液体部分2.5.3试样的处理(1) 原理a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。根据被检测样品的漆基，有三种分离颜料的方法。b 用0.07mol/l盐酸萃取由母体中分离出来的颜料，颜料与盐酸质量比为1：15。当涂料的总镉量等于或超过5%（m/m）时，测定可溶性镉按规定，用0.07mol/l盐酸萃取由母体中分离出来的颜料，此时，含镉颜料与盐酸的质量比为1：1000。c将离心得到的试样液体部分蒸发至干，残渣经干燥、灰化后，用硝酸萃取。(2)试样的制备 仔细检查试样，如有结皮，应尽可能去除。充分搅拌

32、该试样，必要时，可用标准孔径为150m 的筛子过滤，以除去任何残余的结皮和其它外来的杂质。(3) 操作步骤a 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

33、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。b 用酸萃取被分离出的颜料

34、 若“可溶性”金属含量比较高，则进行萃取的颜料量可以减少，在这样的情况下，应改变萃取液的体积，以保持颜料与萃取液所规定的比例。 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。c 用酸萃取“可溶性”金属的方法 此法用于总镉含量小于5%（m/m）的涂料。颜料和酸的质量比为1：15。将制备好的颜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。称取5.00.01g制备好的颜

35、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。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，可滴加盐酸浓溶液，使混合物的ph值调节为稀盐酸的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。d 萃取得到的液体部分的处理对两份平行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。将贮存在带盖玻璃容器里的溶液置于一个合适

36、的容量瓶中，用溶剂或混合溶剂稀释到规定的体积。转移等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

37、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 测定按2.5.1中的规定调整光谱仪，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镉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 计算公式a 液体涂料的颜料部分盐酸萃取物中“可溶性”镉的质量按式（1）

38、计算： (1)式中：a0按gb 9760中所规定的方法配制的空白实验溶液镉的浓度，g/ml；a1由标准曲线上查得的实验溶液镉的浓度，g/ml；f1第2.5.4条中所述的稀释因子；m0盐酸萃取物中“可溶性”镉的质量，g；v1萃取所用的乙醇和盐酸的体积之和（采用的是77ml），ml。液体涂料的颜料部分中“可溶性”镉的含量按式（2）计算： （2）式中：ccd1液体涂料的颜料部分中“可溶性”镉的含量，%（m/m）； m1规定制备溶液所用试样的质量，g； p规定方法所得到的液体涂料中颜料的含量，%（m/m）；b 涂料的液体部分萃取得到的溶液（萃取物）中镉的质量按式（3）计算： （3）式中：b0空白试验溶

39、液镉的浓度，g/ml； b1由标准曲线上查得的实验溶液镉的浓度，g/ml； f2第2.5.4条中所述的稀释因子；m2液体涂料的液体部分中镉的质量，g； v2规定的方法制得的溶液的体积（100ml），ml。 涂料中液体部分镉的含量，按式（4）计算： （4）式中：ccd2液体涂料中液体部分的镉含量，%（m/m）；m3组成“一组”的涂料的总质量，g。c 液体涂料液体涂料中“可溶性”镉的总含量，按照a和b所得结果之和计算：式中：ccd3液体涂料中“可溶性”镉的总含量，%（m/m）由于火焰原子吸收法不同于其它的分析方法，在每次实验过程中，许多条件都无法定量控制，如：乙炔、空气流量的大小；乙炔气体的纯度等

40、等。在不同情况下其标准曲线都有小幅度变化，因此整个分析过程中操作条件应保持不变，每次对样品的测定均需重新配制标准溶液测定其标准曲线。配制的标准溶液浓度应在吸光度与浓度成线性的范围内；在样品测定过程中，如果金属含量过高，可适当稀释样品。23第三章 实验结果与讨论3.1 涂料样品中镉含量的测定 在此次毕业设计中，我们所检测的涂料来自实验室中正开发研究的苯丙苯丙纳米氟碳涂料样品，我们对四种样品进行镉含量的检测，从而选出符合国家标准gb 18582-2001的即镉含量75mg/kg的涂料，为合格产品。3.1.1 配制标准溶液与绘制标准曲线以下就是此次实验中的相关数据及数据处理:（每组平行做两次）镉含量

41、75mg/kg的涂料符合国家标准gb 18582-2001，为合格涂料。表3-1 标准曲线绘制数据浓度0.00.20.40.60.81.0吸光度0.0000.0170.0320.0500.0650.083图 3-1 标准曲线3.1.2 苯丙苯丙纳米氟碳涂料样品数据处理表3-2 测定数据一号苯丙g二号苯丙g苯丙纳米g氟碳g离心管净重78.78478.81078.63878.937离心管涂料总重139.555133.684133.567124.431涂料净重60.77154.87454.92945.494颜料饼烧杯总重57.39458.66579.99561.744烧杯重36.25043.8415

42、8.37145.235颜料饼净重21.14414.82321.62416.509表3-3 测定数据吸光度（a）一号苯丙颜料部分0.3280.364液体部分0.0080.008二号苯丙颜料部分0.2670.170液体部分0.0120.012苯丙纳米颜料部分0.1580.098液体部分0.0220.024氟碳颜料部分0.1220.170液体部分0.0210.019第一组 一号苯丙涂料样品表3-4 测定数据处理样品测定值mg/l“可溶性”镉的质量g“可溶性”镉的含量%（m/m）平均值%（m/m）镉的总含量%（m/m）涂料的颜料0.3281.38610-42.28110-62.40710-62.381

43、10-50.3641.53910-42.53210-6涂料的液体0.1031.03010-52.15010-52.14010-50.1031.03010-52.13010-5由表3-4知取两个样品分别处理得到颜料部分和液体部分，颜料部分的平均值为2.40710-6（m/m），液体部分的平均值为2.14010-5（m/m）,两部分的总和得到样品中镉的总含量为2.38110-5（m/m），符合国家标准。第二组 二号苯丙涂料样品表3-5 测定数据处理样品测定值mg/l“可溶性”镉的质量g“可溶性”镉的含量%（m/m）平均值%（m/m）镉的总含量%（m/m）涂料的颜料0.2670.79210-41.4

44、4310-61.18110-64.66310-50.5040.50410-40.91810-6涂料的液体0.1491.49010-54.56010-54.54510-50.1481.48010-54.53010-5由表3-5知取两个样品分别处理得到颜料部分和液体部分，颜料部分的平均值为1.18110-6（m/m），液体部分的平均值为4.54510-5（m/m）,两部分的总和得到样品中镉的总含量为4.66310-5（m/m），符合国家标准。第三组 苯丙纳米涂料表3-6 测定数据处理样品测定值mg/l“可溶性”镉的质量g“可溶性”镉的含量%（m/m）平均值%（m/m）镉的总含量%（m/m）涂料的颜

45、料0.1580.68310-41.24310-61.00610-64.84010-50.0980.42210-40.76810-6涂料的液体0.2682.68010-54.55010-54.73910-50.2902.90010-54.92710-5由表3-6知取两个样品分别处理得到颜料部分和液体部分，颜料部分的平均值为1.00610-6（m/m），液体部分的平均值为4.73910-5（m/m）,两部分的总和得到样品中镉的总含量为4.84010-5（m/m），符合国家标准。第四组 氟碳涂料样品表3-7 测定数据处理样品测定值mg/l“可溶性”镉的质量g“可溶性”镉的含量%（m/m）平均值%（m

46、/m）镉的总含量%（m/m）涂料的颜料0.1220.40210-40.88410-61.06210-65.20610-50.1700.56210-41.2410-6涂料的液体0.2572.57010-55.35010-55.10010-50.2332.33010-54.85010-5由表3-7知取两个样品分别处理得到颜料部分和液体部分，颜料部分的平均值为1.06210-6（m/m），液体部分的平均值为5.10010-5（m/m）,两部分的总和得到样品中镉的总含量为5.20610-5（m/m），符合国家标准。3.2 加标回收率的测定表3-8 加标回收率实验结果元素测定值ug/ml加标量ug/ml

47、加标测定ug/ml回收率cd0.270.150.250.400.550.420.520.660.811.021.020.980.99由表3-8知，通过配置不同浓度的镉标准溶液来对样品溶液进行加标回收率的计算得到回收率在95%105%之间，可以看出本设计所采用的火焰原子吸收法精密度、准确度高。3.3 讨论影响因素3.3.1 干燥条件的影响样品的干燥条件及干燥程度对测定结果影响很大,因此在离心分层时，最后加入丙酮作为溶剂进行离心，以助颜料迅速干燥。在加丙酮时，特别注意要使整个颜料饼分散。3.3.2 盐酸酸度的影响盐酸的酸度在ph 0.75ph 4.10之间对测定结果有较大影响，随ph值的降低溶出的

48、镉明显增加，但在ph 1.02ph 1.51之间，镉的溶出量相差不大。因此必须严格控制加入盐酸的酸度及溶液的酸度。3.3.3 搅拌速度的影响当搅拌速度低于60r/min，反应不够完全，测得结果偏低；当转速在100150r/min时，测定结果相差不大。考虑到操作的条件，可在此范围内适当选择转速。3.3.4 不同测定环境的影响由于每次测量的乙炔气体的流量不同，而乙炔气体的流量又决定了火焰高度的不同，因此，标准曲线和待测液中铅含量要同时测定，这样才能保证结果的准确。结论本文采用火焰原子吸收光谱法测定四种内外墙建筑涂料，得到如下结论：1.一号苯丙涂料样品中所含重金属镉的含量是23.81 mg/kg，符合国家标准gb18582-2001的要求。2.二号苯丙涂料样品中所含重金属镉的含量是46.63 mg/kg，符合国家标准gb18582-2001的要求。3.苯丙纳米涂料样品中所含重金属镉的含量是48.40mg/kg，符合国家标准gb18582-2001的要求。4.氟碳涂料样品中所含重金属镉的含量是52.06 mg/kg，符合国家标准gb18582-2001的要求。5.加标回收率在95%105%之间符合要求，证明仪器的精密度准确度高。通过分析检测以上几种产品说明：涂料及化工产品的开发必须从配方设计入手，从源头