专利名称：一种节能灯管中总汞的检测方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，具体的涉及汞的检测方法，更具体的涉及一种节能灯管中总汞的检测方法。
背景技术：
汞是节能灯管中不可或缺的重要发光材料。目前节能灯管中汞有的以液汞形式加入，有的以汞齐形式加入。在灯管经过排气、老化、通电后，其形态会非常复杂，以固态、液态和气态方式并存，且极容易挥发，给测定带来很大困难，因此节能灯管中汞检测最主要的问题就是样品的制备，即能将汞完全捕集。 HJ/T 230-2006《环境标志产品技术要求节能灯》附录A汞含量测定方法是将将灯管切割后放入密封塑料瓶，并放入细陶瓷小球和25 mL硝酸，密封后振荡并反应约30min,消解液采用火焰原子吸收进行测定。方法的缺点是切割过程中气态汞会泄露，并且纯硝酸并不能将汞齐完全消解，因此不适合于汞齐灯管的分析。GB/T 23113-2008《荧光灯含汞量的测定犯法》提供两种样品处理方式1)液汞灯管采用灯管中注入硝酸消解即将硝酸注射或者倒吸到灯管里面，本方法不能完全解决气态汞的挥发，也不适合于汞齐灯管的消解；2)汞齐灯管打碎后消解用硝酸消解玻璃碎片和荧光粉，取出汞齐后浓硫酸或用其它酸单独消解，本方法气态汞的挥发更严重，而且汞齐与灯管需分开消解，操作繁琐。专利申请200710044962. 7 (硝酸注入式荧光灯汞含量检测方法)的内容与GB/T23113-2008中方法I类似。上述方法都不能完全解决气态汞的挥发，这将导致检测结果的不准确，同时气态汞蒸气可能对人体造成伤害，同时对汞齐灯管的检测过程繁琐，在检测灯管以前需事先知道是液汞灯管还是汞齐灯管，但对于一个新的灯管，往往很难知道其加入的是哪一类型的汞源。因而，目前的节能灯管的总汞检测方法仍有待改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能同时适用于汞齐灯管和液汞灯管，且分析流程简化，计算步骤简单的总汞的检测方法。为实现上述目的，本发明提供以下具体技术方案包括如下步骤，
配制消解液；消解液含有BrCl和硝酸；
消解液加入到塑料瓶中，混匀后再向瓶中放入多个一定直径的陶瓷或玻璃小球；塑料瓶是聚丙烯；陶瓷或玻璃小球可以是5 - 7个，直径约为20 - 30 mm;目的是为了打碎后面加入的节能灯；
将去除灯头和电子部件的节能灯放入装有消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖。摇晃塑料瓶将灯管打破；使汞被消解液完全吸收；具体采用的是将塑料瓶振荡一段时间，更具体是将塑料瓶放置于翻转式振荡器上以30 rpm的频率振荡24小时；
定容一段时间后，从瓶中移取一定量的样品溶液至事先加入一定量溶液的容量瓶中，并加入中和溶液以清除过量的消解液，摇匀，用去离子水稀释至刻度定容；具体为24 h后，打开瓶盖，从瓶中定量移取0. I — 0. 2 mL的样品溶液至事先加入约90 mL去离子水和0. 5mL BrCl溶液的100 mL 容量中，加入0. 25 mL 30%的盐酸羟胺(NH2OH = HCl)溶液以清除过量Br，盖上容量瓶盖子并摇匀，静置几秒，待黄色消失后，用去离子水稀释至刻度定容。检测汞含量，采用的是冷蒸气原子吸收光谱法(CVAAS);并换算成灯管中的总汞量。具体换算方法为，当从塑料瓶中移取的样品溶液为0. I mL时，CVAAS法测量的浓度(单位为Ug/L)在数值上等于灯管中总汞量(单位为mg);
所述上述步骤中还包括用实时汞蒸气检测仪器检测各步骤是否有汞蒸气泄露的步骤。比如将将节能灯的灯头和电子部件除去后，放入一空塑料瓶，用实时汞蒸气检测仪器检测灯管上部顶空区域是否有汞蒸气泄露。若有泄露，换一只灯管重新操作；比如将灯管放入装有消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖。摇晃塑料瓶将灯管打破时，用实时汞蒸气检测仪检测塑料瓶口是否有汞蒸气泄露。若有，重新操作；保证了每步骤均没有汞蒸气的泄露。本发明提供的方法解决了以下问题
1)防止气态汞的挥发；
2)寻找到合适的消解溶液和消解步骤，能同时适用于使汞齐灯管和液汞灯管的消解。本发明方法的技术效果是
1)将整只灯管在密封塑料瓶中打破和消解，防止了汞蒸气的泄露；
2)实验过程中的关键步骤均采用实时汞蒸气检测仪进行监控，保证实验结果的可靠
性；
3)采用BrCl和硝酸混合溶液作为消解液，能同时适用于使汞齐灯管和液汞灯管的消解，简化分析流程；
4)对实验过程中消解液体积、分取样品体积和定容体积进行准确控制，使得仪器测量溶液中汞浓度在数值上等于灯管中总汞的含量，免去繁琐的计算步骤。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施例方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本发明采用的主要过程如下
1、配制BrCl溶液。(常规步骤，不用赘述)；
2、定量加入700mL去离子、50 mL浓硝酸、250 mL BrCl溶液于2 L的聚丙烯塑料瓶中，混匀后在向瓶中放入5 7个直径约为20 30 mm的陶瓷或玻璃小球；
3、小心将节能灯的灯头和电子部件除去后，放入一空塑料瓶，用实时汞蒸气检测仪器检测灯管上部顶空区域是否有汞蒸气泄露。若有泄露，换一只灯管重新操作；
4、将灯管放入步骤I中装有BrCl消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖。剧烈摇晃塑料瓶将灯管打破，并用实时汞蒸气检测仪检测塑料瓶口是否有汞蒸气泄露。若有，重新操作；
5、将塑料瓶放置于翻转式振荡器上以30rpm的频率振荡24小时，使汞被BrCl溶液完全吸收；
6、24h后，打开瓶盖，从瓶中定量移取0. f 0.2 mL的样品溶液至100 mL容量中(容量瓶中事先加入约90 mL去离子水和0.5 mL BrCl溶液)，加入0. 25 mL 30%的盐酸羟胺 (NH20H:HC1)溶液以清除过量Br，盖上容量瓶盖子并摇匀，静置几秒，待黄色消失后，用去离 子水稀释至刻度定容；
7、上述定容好的样品采用冷蒸气原子吸收光谱法(CVAAS)检测汞含量，并换算成灯管中的总汞量。典型情况下，当从塑料瓶中移取的样品溶液为0.1 mL时，CVAAS法测量的浓度(单位为U g/L)在数值上等于灯管中总汞量(单位为mg)。实施例I :灯管中总汞的检测
1)配制BrCl溶液在通风橱中，溶解27克KBr于2.5升HCl中于一大烧杯中，在磁力搅拌器下搅拌约I h后，边搅拌边缓慢加入38克KBr03，当所有的KBr03加入完毕后，继续搅拌至所有微粒全部溶解，拧紧瓶盖。配制好的溶液应呈深黄色，若溶液为无色或颜色非常淡，表示BrCl已进行还原反应，必须重新配制；
2)加入700mL去离子、50 mL浓硝酸、250 mL BrCl溶液于2 L的聚丙烯塑料瓶中，混匀后在向瓶中放入5个直径约为20 30 mm的陶瓷小球；
3)取一待分析节能灯管，用锉刀或钳子小心除去节能灯的灯头和电子部件，放入一空塑料瓶，用实时汞蒸气检测仪器检测灯管上部顶空区域是否有汞蒸气泄露。若有泄露，换一只灯管重新操作；
4)将此灯管放入步骤I中装有BrCl消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖。剧烈摇晃塑料瓶，使陶瓷小球能将灯管打碎，并用实时汞蒸气检测仪检测塑料瓶瓶口是否有汞蒸气泄露。若有，重新操作；
5)将塑料瓶放置于翻转式振荡器上以30rpm的频率振荡24小时，使汞被BrCl溶液完全吸收；
6)24h后，打开瓶盖，从瓶中定量移取0. I mL的样品溶液至100 mL容量中(容量瓶中事先加入约90 mL去离子水和0.5 mL BrCl溶液)，加入0. 25 mL 30%的盐酸羟胺(NH2OH:HCl)溶液，盖上容量瓶盖子并摇匀，静置几秒，待黄色消失后，用去离子水稀释至刻度定容；
7)上述溶液经冷蒸气原子吸收光谱法检测汞浓度为I.83 u g/L，则灯管中总汞的含量为 I. 83 mgo尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种节能灯管中总汞的检测方法，其特征在于，包括如下步骤， 配制消解液； 消解液加入到塑料瓶中，混匀后再向瓶中放入多个一定直径的陶瓷或玻璃小球； 将去除灯头和电子部件的节能灯放入装有消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖，摇晃塑料瓶将灯管打破； 使汞被消解液完全吸收； 定容一段时间后，从瓶中移取一定量的样品溶液至事先加入一定量溶液的容量瓶中， 并加入中和溶液以清除过量的消解液，摇匀，用去离子水稀释至刻度定容； 检测汞含量，并换算成灯管中的总汞量。
2.权利要求I的检测方法，其特征在于，所述消解液含有BrCl和硝酸。
3.权利要求I的检测方法，其特征在于，所述消解液加入的塑料瓶为聚丙烯塑料瓶。
4.权利要求I的检测方法，其特征在于，所述陶瓷或玻璃小球是5— 7个，直径约为20 — 30mmo
5.权利要求I的检测方法，其特征在于，还包括用实时汞蒸气检测仪器检测各步骤是否有汞蒸气泄露。
6.权利要求I的检测方法，其特征在于，为使汞被消解液完全吸收，采用的方法是将塑料瓶振荡一段时间。
7.权利要求6的检测方法，其特征在于，将塑料瓶放置于翻转式振荡器上以30rpm的频率振荡24小时。
8.权利要求I的检测方法，其特征在于，所述定容为24h后，打开瓶盖，从瓶中定量移取O. I — O. 2 mL的样品溶液至事先加入约90 mL去离子水和O. 5 mL BrCl溶液的100 mL容量中，加入O. 25 mL 30%的盐酸羟胺溶液以清除过量Br，盖上容量瓶盖子并摇匀，静置几秒，待黄色消失后，用去离子水稀释至刻度定容。
9.权利要求I的检测方法，其特征在于，所述检测汞含量采用的是冷蒸气原子吸收光谱法。
10.权利要求9的检测方法，其特征在于，所述换算成灯管中的总汞量的方法是当从塑料瓶中移取的样品溶液为O. I mL时，冷蒸气原子吸收光谱法测量的yg/L浓度，在数值上等于灯管中总汞量的mg数。
全文摘要
本发明涉及一种节能灯管中总汞的检测方法，包括配制含有BrCl和硝酸的消解液；将消解液加入到塑料瓶中，混匀后再向瓶中放入多个一定直径的陶瓷或玻璃小球；将去除灯头和电子部件的节能灯放入装有消解液的塑料瓶中，拧紧瓶盖；摇晃塑料瓶将灯管打破；使汞被消解液完全吸收；定容后检测汞含量，并换算成灯管中的总汞量。本方法是将整只灯管在密封塑料瓶中打破和消解，防止了汞蒸气的泄露，同时适用于汞齐灯管和液汞灯管，且分析流程简化，实验过程中消解液体积、分取样品体积和定容体积进行准确控制，使得仪器测量溶液中汞浓度在数值上等于灯管中总汞的含量，免去了繁琐的计算步骤。
文档编号G01N1/28GK102735635SQ20121022421
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者普旭力, 潘忠厚, 王伟, 王鸿辉 申请人:普旭力