石墨爐原子吸收法測定紡織品中鎳含量的方法研究

文/馮艷玲 李應(yīng)培 李正海 張志榮

引言

隨著新時代整體服裝品位和健康意識的提高，紡織品的生態(tài)安全性受到了人們廣泛關(guān)注。重金屬鎳作為皮膚的接觸過敏原之一，早已被國內(nèi)外生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)列入到檢測范圍中。歐盟制定了鎳釋放量的指令94/27/EC及測試標(biāo)準(zhǔn)EN 1811和EN 12472，其中明確指出與皮膚接觸的產(chǎn)品鎳釋放的限值為0.5μg/cm2/周[1]。我國標(biāo)準(zhǔn)GB 18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》中也明確將鎳元素列為可萃取重金屬之一，作為重點(diǎn)檢測對象，GB/T 17593.1—2006《紡織品 重金屬的測定 第1部分：原子吸收分光光度法》中要求可萃取鎳元素檢出限不得高于0.48mg/kg[2]。

GB/T 17593.1—2006使用酸性汗液作為萃取介質(zhì)進(jìn)行重金屬測試，酸性汗液中約含0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）氯化鈉。其附錄A中給出的測試鎳的參數(shù)為最高灰化溫度1100℃，最高原子化溫度為2300℃，未提供推薦的改進(jìn)劑。由于該方法灰化溫度不高，未能達(dá)到NaCl的沸點(diǎn)1465℃，氯化鈉無法除去，無基體改進(jìn)劑除去干擾因子，最終導(dǎo)致氯化鈉對背景影響過大，無法準(zhǔn)確測量金屬鎳的含量。本文通過加入抗壞血酸—鈀基體改進(jìn)劑，并提高最高灰化溫度至1600℃，研究原子吸收石墨爐法測定紡織品鎳含量的新方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：恒溫水浴振蕩器、原子吸收分光光度計(jì)。

試劑：氯化鈉、磷酸二氫鈉、L—組氨酸鹽酸鹽、抗壞血酸、氯化鈀均為分析純，試驗(yàn)用水為二級水。

酸性汗液：根據(jù)GB/T 3922的規(guī)定配制，現(xiàn)配現(xiàn)用。1%抗壞血酸溶液：0.5g抗壞血酸溶解于50mL容量瓶中，現(xiàn)配現(xiàn)用。

0.1 %氯化鈀溶液：0.05g氯化鈀溶于1mL濃硝酸中，再定容至50mL。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鎳（Ni）。

1.2 原子吸收分光光度計(jì)條件

表1 石墨爐條件及其升溫曲線

1.3 測試步驟

取代表性樣品，剪碎至5mm×5mm以下，混勻，稱取4g試樣置于具塞錐形瓶中，加入80mL酸性汗液，將纖維充分浸濕后，放入（37±2）℃的恒溫水浴振蕩器中振蕩60min后取出，靜置冷卻至室溫，過濾后供分析用。

2 結(jié)果與討論

2.1 灰化溫度與基體改進(jìn)劑的確定

2.1.1 灰化溫度對背景的影響

使用酸性汗液作為樣液，按照表1參數(shù)，關(guān)閉氘燈校正，只由酸性汗液中的氯化鈉產(chǎn)生背景吸光度，探究灰化溫度對背景的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 灰化溫度對背景的影響

由圖1可以看出，在1600℃時，氯化鈉基本揮發(fā)完全，產(chǎn)生的背景吸光度趨于0，為了消除背景影響，本試驗(yàn)選擇了1600℃作為最高灰化溫度。

2.1.2 灰化溫度對鎳元素的影響

配制80.00的鎳標(biāo)準(zhǔn)工作液，按照表1的儀器參數(shù)，只改變灰化溫度，從600℃開始，每次增加100℃，觀察鎳元素的吸光度損失情況。

由圖2看出，鎳元素在1400℃開始有所損失，而氯化鈉的沸點(diǎn)為1465℃，所以并不能單獨(dú)把灰化溫度直接設(shè)置到比氯化鈉沸點(diǎn)高，以免出現(xiàn)低濃度鎳含量因損失而無法測定的情況。

圖2 鎳元素隨灰化溫度提高的損失圖

2.1.3 基體改進(jìn)劑的應(yīng)用

鈀元素用于保持被測元素的穩(wěn)定性，與樣品的基體關(guān)系密切，單獨(dú)使用鈀，其化學(xué)改進(jìn)作用小，加入還原劑抗壞血酸后，其化學(xué)改進(jìn)劑作用得以體現(xiàn)。還原劑的主要作用是在升溫程序的早期把鈀鹽還原為鈀元素。本文使用儀器自帶的自動進(jìn)樣器，在進(jìn)樣20的樣液同時進(jìn)樣5的氯化鈀溶液和5的抗壞血酸溶液。

為了突破由“六級修”維修工作量時間集中性明顯而導(dǎo)致的維修作業(yè)年度時間段內(nèi)工作量分布不均、車輛上線率不高的維修集約瓶頸，“均衡修”維修集約范式將“工作量均衡化”作為維修程式變化的核心理念，制定出分散到12個月度的、工作量相對平均的12項(xiàng)維修活動，如表3所示。同時，該維修集約范式充分利用車輛運(yùn)營高峰回庫的窗口時間，完成維修作業(yè)內(nèi)容。

2.2 線性范圍與線性回歸方程

通過逐級稀釋法，從1000mg/L的有證標(biāo)準(zhǔn)鎳儲備液中，配制出濃度分別為20.00mg/L、40.00mg/L、60.00mg/L、80.00mg/L、100.00mg/L的鎳標(biāo)準(zhǔn)工作液，使用自動進(jìn)樣器，同時進(jìn)樣基體改進(jìn)劑，繪制曲線如圖3。

圖3 東西分析原子吸收分光光度儀報告曲線

從圖3可以得出，鎳在制定的濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均能達(dá)0.999以上。

2.3 定性檢出限MDL與定量檢出限LOQ

重復(fù)6次空白試驗(yàn)，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為定性檢出限MDL，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為定量檢出限LOQ。結(jié)果如表2。

表2 定性檢出限MDL與定量檢出限LOQ

表3 加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)計(jì)算可得，使用本方法的定性檢出限MDL為1.93，定量檢出限LOQ為6.42，滿足方法GB/T 17593.1—2006中石墨爐檢出低限0.48mg/kg的要求。

2.4 加標(biāo)回收率

用酸性汗液分別配制3.0mg/L和7.0mg/L的鎳標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，選擇兩個未檢出鎳元素的紡織品，按照本方法分別加1.0mL上述兩種不同濃度的溶液，做兩個不同濃度加標(biāo)回收，回收率如表3。

試驗(yàn)結(jié)果表示，不同濃度加標(biāo)回收率也有良好的回收率結(jié)果。

3 結(jié)論

本方法采用抗壞血酸聯(lián)合鈀元素作為基體改進(jìn)劑，通過提高最高灰化溫度至1600℃，把基體中的NaCl基本除掉，大大降低了基體背景對測試結(jié)果的影響。本文通過考察線性回歸方程、檢出低限以及回收率，結(jié)果均能滿足方法GB/T 17593.1—2006的測試要求，能為鎳元素測試提供一個穩(wěn)定的測試條件。