電子電器產(chǎn)品中六價鉻的快速檢測方法

楊啟良

（上海華測品標(biāo)檢測技術(shù)有限公司，上海 201206）

電子電器產(chǎn)品中六價鉻的快速檢測方法

楊啟良

（上海華測品標(biāo)檢測技術(shù)有限公司，上海 201206）

通過對電子電器產(chǎn)品中六價鉻國際標(biāo)準(zhǔn)的研究，結(jié)合六價鉻分析實際工作，經(jīng)過堿液萃取六價鉻后用ICP-OES測定其含量，其測定結(jié)果準(zhǔn)確度與精密度均符合實驗室要求，且操作簡便、快速、無干擾。

六價鉻；分光光度法；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

歐盟于2013年1月27日發(fā)布了2002/95/EC指令（The restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment），要求自2006年7月1日起，進(jìn)入歐盟市場的電子電器產(chǎn)品中六價鉻的含量不得超過1 000mg/kg[1]。2011年7月21日，RoHS2.0即RoHS指令修訂版（2011/65/ EU）取代了舊版RoHS指令（2002/95/EC）；產(chǎn)品管控范圍增加醫(yī)療設(shè)備（第8類產(chǎn)品）和監(jiān)控設(shè)備（第9類產(chǎn)品），以及第11類即未包括在十類產(chǎn)品內(nèi)的其他電子電氣產(chǎn)品，從而將管控范圍擴(kuò)大到除光伏電池板、大型固定產(chǎn)業(yè)用具等某些特殊寬免外的所有電子電氣設(shè)備[2]。

作為RoHS的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，IEC 62321：2008[3]被廣泛應(yīng)用于檢測領(lǐng)域，其專業(yè)性和適用性更是在實踐中被進(jìn)一步驗證。其中附錄C部分中比色法測定聚合物和電子裝置中六價鉻的方法被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。其原理是在酸性條件下，六價鉻和顯色劑（二苯卡巴肼）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鉻，三價鉻和二苯卡巴腙絡(luò)合顯色呈紫紅色，用比色法測定六價鉻含量。但樣品溶液濁度和顏色會對比色法造成干擾。當(dāng)樣品顏色或渾濁物可被去除時，采用雙波長差值法[4]、空白校正[5]、色譜柱分離脫色[6]等方法測定減小干擾；當(dāng)樣品顏色無法去除，比色法無法準(zhǔn)確測定六價鉻含量。

本試驗按照IEC 62321：2008附錄C對不同類型樣品進(jìn)行前處理，通過UV-Vis和ICP-OES測定六價鉻含量，測定結(jié)果說明ICP-OES測定法可準(zhǔn)確測定六價鉻含量，且操作簡便。

1 實驗儀器與試劑

試劑：（65%）硝酸，（10%）硫酸，六價鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為0.1g/L），顯色劑；

儀器：上海欣茂UV-7504型紫外可見分光光度計、1cm比色皿、美國珀金埃爾默Optima 7300DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀；

其他所需儀器與試劑均同參考文獻(xiàn)[3]。

2 分析方法及結(jié)果

2.1 分析方法原理

樣品粉碎，用堿液萃取，恒溫水浴中振蕩，萃取六價鉻，并穩(wěn)定存在于堿液中；將萃取液過濾后調(diào)pH至中性，定容后待測。

UV-Vis分析時，在酸性條件下，六價鉻和顯色劑（二苯卡巴肼）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成三價鉻，三價鉻和二苯卡巴腙絡(luò)合顯色呈紫紅色，用比色法測定六價鉻含量。

ICP-OES分析時，在鉻對應(yīng)的分析波長下測定萃取液中鉻的發(fā)射強(qiáng)度，對照標(biāo)準(zhǔn)工作曲線確定其濃度。

2.2 方法步驟

將已拆分的電子電器產(chǎn)品用研磨儀將其粉碎成粉末后，通過0.25mm篩孔的不銹鋼金屬篩。準(zhǔn)確稱量2.5g樣品于錐形瓶中，加入50mL堿萃取液（20.0 g±0.05 g NaOH和30.0 g± 0.05 g Na2CO3用去離子水溶解后定容至1L）、400mg MgCl2和0.5mL磷酸緩沖液（87.09 g K2HPO4和 68.04 g KH2PO4用去離子水溶解后定容至1L），90～95℃恒溫水浴中連續(xù)攪拌3h，冷卻至室溫，過濾后用硝酸調(diào)節(jié)pH值在7～8范圍內(nèi)，如出現(xiàn)沉淀，需再過濾。

同時做加標(biāo)實驗和空白實驗。測試溶液分別用ICP-OES和UV-Vis分析六價鉻含量。每組測試7個平行樣，每個平行樣重復(fù)分析兩次。用ICP-OES分析時，直接測試定容后濾液中Cr含量[7]；用UV-Vis分析時，取20mL溶液于錐形瓶中，用硫酸調(diào)pH至1.5～2.5，加入0.5mL顯色劑，轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，待測；如果有顏色干擾，可用C18柱或PA凈化柱脫色。

2.3 UV-Vis和ICP-OES測定六價鉻結(jié)果分析

2.3.1 氧化銻中六價鉻含量測定

在氧化銻粉末中加六價鉻（1mg/L）標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中Sb（Ⅲ）會和Cr（Ⅵ）發(fā)生氧化還原反應(yīng)將Cr（Ⅵ）還原成Cr（Ⅲ），而Cr（Ⅲ）不溶于堿液則被過濾掉，重復(fù)進(jìn)行7組實驗，結(jié)果表明（見表1），UV-Vis未測得六價鉻，同時ICP-OES也未測得鉻。由此可知，UV-Vis測試前不顯色，則ICP-OES測試濾液中也不含Cr。

表1 氧化銻中六價鉻加標(biāo)測試結(jié)果mg/L

2.3.2 PC樣品中六價鉻含量測定

對聚合物類樣品進(jìn)行測試，重復(fù)進(jìn)行7組實驗，結(jié)果表明（見表2），ICP-OES的測試結(jié)果均值與UV-Vis測試結(jié)果均值基本一致，且各組標(biāo)準(zhǔn)偏差都比較低，小于20%[3]，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；

表2 PC樣品中六價鉻測試結(jié)果mg/L

2.3.3 粉末顏料六價鉻含量測定

對粉末類樣品進(jìn)行測試，連續(xù)測試7組實驗，結(jié)果表明（見表3），ICP-OES的測試結(jié)果均值與UV-Vis測試結(jié)果均值基本一致，且各組標(biāo)準(zhǔn)偏差都比較低，小于20%[3]，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；

表3 粉末顏料中六價鉻測試結(jié)果mg/L

3 結(jié)論

本文探討了用堿液萃取三種不同類型樣品中六價鉻，分別用UV-Vis和ICP-OES測定其含量，結(jié)果表明，ICP-OES測定法獲得的測定結(jié)果均符合實驗準(zhǔn)確度與精密度的要求，且操作簡便、快速、無干擾，更適用于實驗室中電子電器產(chǎn)品中六價鉻的測試。

[1]Directive 2002/95/EC of The European Parliam and of the Council on the Restriction of The use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment.Offical Journal of the European Union， 2003，1（27）：19.

[2]Directive 2011/65/EU of The European Parliam and of the Council on the Restriction of The use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment.Offical Journal of the European Union，2011，6（8）：88.

[3]IEC 62321：2008 Annex C，Determination of hexavalent chromium（Cr（VI））in polymers and electronics by the colorimetric method[S]，International Electrotechnical Commission，2008.

[4]李維.用雙波長法消除濁度對六價鉻測定的影響[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2004，14（3）：381-382.

[5]MORAIS I，SOUTO M，RANGEL A.Analytical and Bioanalytical Chemistry[J]，2002，373（1/2）：119-122.

[6]LLOBAT-ESTELLES M，MAURI-AUCEJO A R，LOPEZCATALAN M D S.Fresenius Journal of Analytical Chemistry[J]，2001，371（3）：358-363.

[7]US EPA 6010D，INDUCTIVELY COUPLED PLASMA—OPTICAL EMISSION SPECTROMETRY[S]，U.S.Environmental Protection Agency，2014.

《化工設(shè)計通訊》雜志簡介

《化工設(shè)計通訊》雜志系經(jīng)國家新聞出版廣電總署批準(zhǔn)國內(nèi)外公開發(fā)行的全國性石油化工科技類學(xué)術(shù)期刊，創(chuàng)刊于1975年，現(xiàn)為月刊，由湖南化工醫(yī)藥設(shè)計院主辦，主管單位為湖南省石油化學(xué)行業(yè)管理辦公室。是2014年國家新聞出版廣電總局《第一批認(rèn)定的學(xué)術(shù)期刊名單（共5756種）》中的2804號。被美國化學(xué)文摘（CA）、中國期刊網(wǎng)（CNKI）、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CJFD）、中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫（CAJCED）、《中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》等收錄。是中國科技論文統(tǒng)計源期刊。

《化工設(shè)計通訊》雜志被中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫全文收錄，為石油化工行業(yè)科研院所專家、石油化工大學(xué)教授、老師、學(xué)生，以及石油化工行業(yè)科技工作者刊載、交流學(xué)術(shù)成果、發(fā)表科研成果、發(fā)表學(xué)位論文、申報課題、申報中高級職稱提供一個重要平臺。

《化工設(shè)計通訊》雜志主要欄：合成氨與尿素、煤氣化與甲醇、化工教學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、勘探開發(fā)、石油工程、油氣開采、鉆井完井、化工裝備、化學(xué)工程、新材料與新技術(shù)、安全環(huán)保、化工能源、資源與環(huán)境、學(xué)術(shù)研究。歡迎投稿、薦稿！歡迎訂閱！歡迎刊登廣告！

Study on the Rapid Detected Method of Hexavalent Chromium in Electronic and Electrical Products

Yang Qi-liang

In this paper，the research on the international standard of the six valence chromium in the electronic and electrical products is studied，combined with hexavalent chromium analysis of the actual work，after alkaline extraction of hexavalent chromium by ICP-OES determination of its content，the determination of the accuracy and precision are in line with the requirements for laboratory，and the operation is simple，fast，no interference.

Hexavalent Chromium；Spectrophotometry；Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

TN806

B

1003–6490（2016）04–0159–02

2016–03–22

楊啟良（1987—），男，河南焦作人，助理工程師，主要從事有害物質(zhì)化學(xué)檢測工作。