石墨爐原子吸收法測定PU材料中的鉻

徐曉萍 ，馬萍 ，楊勤 ，曹麗華

(1.南京檢驗檢疫技術(shù)中心，南京 211106； 2.南京維爾檢測技術(shù)有限公司，南京 211106；3.江蘇長三角紡織服飾檢測有限公司，江蘇無錫 214199)

鉻在動物組織中含量很少，但卻是動物生長所需要的，鉻缺乏或過量對動物和人體都會產(chǎn)生嚴重危害[1]。含鉻化合物多有毒性，易被人體吸收和蓄積，鉻中毒可引起皮膚潰瘍、鼻中膈穿孔、過敏性及接觸性皮炎、胃腸出血性胃腸炎、急性腎衰竭、肺炎，并且容易引發(fā)癌癥(特別是肺癌)，因此鉻化合物是公認的致癌物[2]。

PU材料被廣泛地應(yīng)用于電子電氣產(chǎn)品中，電子電氣產(chǎn)品中鉻含量的測定方法主要有X射線熒光光譜法[3-5，9]、火焰原子吸收光譜法[4-6，9]、等離子發(fā)射光譜法[4-5，7-9]。筆者采用微波消解-石墨爐原子吸收法測定電子電氣產(chǎn)品PU材料中的鉻含量，對微波消解條件、石墨爐升溫程序進行了探討，建立了可行的分析方法，本法具有靈敏度高、操作簡單、快速、安全等優(yōu)點。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收光譜儀：ICE 3500型，美國Thermo Scientific公司；

粉碎儀：ZM200型，弗爾德萊馳(上海)貿(mào)易有限公司；

全自動校準電子分析天平：XS105DU型，上海梅特勒-托利多儀器有限公司；

純水器：Simplicity UV型，美國Millipore公司；

微波消解儀：Mars微波消解系統(tǒng)，美國CEM公司；

電熱板：C-MAGHS7型，德國IKA公司；

微量移液器：0.5～5 mL，美國Fisher公司；

容量瓶：帶塞，體積分別為50 mL，100 mL；

硝酸、過氧化氫：優(yōu)級純，上海國藥集團化學(xué)試劑有限公司；

鉻標準溶液：1000 μg／mL，美國 AccuStandard公司；

實驗用水：超純水。

1.2 標準溶液制備

精密量取鉻標準溶液0.5 mL加水定容至50 mL，得10 μg／mL的鉻標準使用溶液。取鉻標準使用溶液5 mL加水定容至50 mL，得1 μg／mL鉻標準儲備液。取鉻標準儲備液4 mL用2%硝酸溶液稀釋至50 mL，配制成80 μg／L鉻對照品溶液。

1.3 儀器工作參數(shù)

測定波長：429.0 nm；狹縫：0.5 nm；干燥溫度：100℃，斜坡升溫保持時間為30 s，升溫速率為10℃／s，通氣速率為0.2 L／min；灰化溫度：1200℃，斜坡升溫保持時間為20 s，升溫速率為150℃／s，通氣速率為0.2 L／min；原子化溫度：2500℃，原子化時間為3 s，直接升溫，通氣速率為0 L／min；除殘溫度：2600℃，除殘時間為3 s，通氣速率為0.2 L／min；測量方式：標準曲線法；分析信號：峰高；背景校準：塞曼校正。

1.4 樣品溶液及空白溶液制備

將樣品剪成5 mm×5 mm小塊，混合均勻，經(jīng)切割式粉碎儀粉碎至長寬均約 500 μm[5，9]，準確稱取0.1000 g樣品至消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL過氧化氫，放入微波消解儀中進行消解，微波消解程序見表1。待消解程序結(jié)束后，冷卻至室溫，將微波消解內(nèi)罐放在電熱板上加熱趕酸，直至溶液近干，冷卻后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，然后加入1 mL硝酸，用水稀釋并定容。同法制備試樣空白溶液，在設(shè)定好的條件下測定鉻的含量。

表1 PU材料微波消解條件

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解條件

2.1.1 酸用量

大多數(shù)試劑級酸都含有痕量的金屬雜質(zhì)，為了使實驗結(jié)果更加準確，分析中應(yīng)進行試劑空白的測定。因此采用石墨爐原子吸收法測定鉻時，應(yīng)盡量選用優(yōu)級純試劑，最終的酸用量盡量少且必須保持一致。這是因為酸會影響溶液的粘度從而影響提升量，并且使石墨管壽命縮短，同時還能降低樣品空白的測定值。

2.1.2 石墨管的選擇

實驗結(jié)果表明，普通石墨管分析結(jié)果重現(xiàn)性差，易被污染，實驗壽命短。熱解涂層石墨管耐高溫，重現(xiàn)性好，使用壽命長，能滿足實驗要求。故選擇熱解涂層石墨管。

2.2 標準曲線的繪制

采用儀器自動稀釋功能，繪制標準曲線，鉻對照品溶液的質(zhì)量濃度分別為 20，40，60，80 μg／L。分別吸取所需體積的鉻對照品溶液，用2%硝酸溶液稀釋至10 μL，注入石墨爐原子化器，按照1.3儀器工作參數(shù)測定吸光度。以吸光度(Y)為縱坐標、溶液的質(zhì)量濃度(X)為橫坐標繪制標準曲線，得線性方程為Y=0.0617X+0.0012，相關(guān)系數(shù)r=0.9986。

2.3 波長的選擇

選擇429.0 nm波長測定鉻比選擇357.9 nm波長測定時靈敏度高，測定標準曲線線性更好，精密度高。因此測定濃度較高的標準曲線點時，可選取429.0 nm的波長對鉻元素進行測定，可得到較為理想的線性及較高的準確度。

2.4 檢出限與定量限

在最佳實驗條件下，重復(fù)測定空白溶液12次，計算吸光度平均值及標準偏差，以3倍標準偏差的吸光度定義，得方法檢出限為0.051 μg／L。

2.5 測量精密度與準確度

在最佳測定條件下，取一份已處理好的樣品溶液，連續(xù)測定6次，測定結(jié)果見表2。由表2可知，測定結(jié)果的相對標準偏差為3.78%，表明本法測量精密度良好。在與樣品測定相同的條件下，對6個樣品均加標5 μg／L進行回收試驗，測定結(jié)果見表3。由表3可知，加標回收率為92%～120%，表明本法測量準確度較高。

表2 測量精密度試驗結(jié)果

表3 加標回收試驗結(jié)果

3 結(jié)語

采用微波消解原子吸收石墨爐法測定PU材料中的鉻含量，操作簡便、快速，有較高的精密度和準確度，可以滿足測定要求。

[1]孟立紅，張丙春，王磊.微量元素鉻的檢測方法[J].中國飼料，2001，15: 21-22.

[2]陳超，陳瑜，俞輝.微波消解石墨爐原子吸收光譜法測定膠囊和片劑用明膠中鉻含量[J].分析化學(xué)，2006，34(12): 18-20.

[3]SN／T 2003.1-2005 電子電氣產(chǎn)品中鉛、汞、鎘、鉻、溴的測定第一部分：X射線熒光光譜定性篩選法[S].

[4]SJ／T 11365-2006 電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的檢測方法[S].

[5]GB／T 26125-2011 電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(zhì)的測定[S].

[6]SN／T 2004.2-2005 電子電氣產(chǎn)品中鉛、鎘、鉻的測定 第2部分：火焰原子吸收光譜法[S].

[7]趙洋.微波消解-ICP-OES法測定人造革合成革中重金屬元素的含量[J].塑料科技，2010，38(1): 83-85.

[8]閆清華，楊理，楊利娟.微波消解ICP-AES檢測6種清熱解毒類中草藥中14種微量元素[J].藥物分析雜志，2011，31(7): 1393.

[9]IEC 623211.02008-12 Electrotechnical products-Determination of levels of six regulated substances(lead，mercury，cadmium，hexavalent chromium，polybrominated biphenyls，polybrominated diphenyl ethers)[S].