一种检测聚合材料中重金属含量的方法及样品处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种检测聚合材料中重金属含量的方法，其包括如下步骤：首先进行样品的前处理：（1）取待检测的聚合材料样品加入足量或过量浓硫酸，加热至产生硫酸烟，使样品消解及炭化；（2）向经过步骤（1）中处理后的样品中加入足量或过量浓硝酸，至炭化物消失溶液呈清亮，以使重金属全部以硫酸盐形式存在溶液中；（3）向经步骤（2）处理后的样品中加入足量或过量盐酸溶液，加热至沸腾并保持反应至重金属的硫酸盐完全转化成其对应的氯化物，冷却后得到待测样品溶液，之后采用检测仪器对待测样品溶液中的重金属含量进行检测。本发明所述检测方法能够避免重金属的吸附和挥发损失，检测结果准确度高，可大批量作业且目视反应现象，实验成本低。
【专利说明】一种检测聚合材料中重金属含量的方法及样品处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用开放式消解法检测聚合材料中重金属含量的方法及对所述聚合材料样品的处理方法，属于重金属分析测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]聚合材料是一种高分子聚合物，是指由小分子化合物通过聚合反应形成高分子材料的统称，由于其本身具有的独特性能，而被广泛应用于消费性电子产品、玩具、工具、日用品等的制造中，成为人们日常频繁接触的媒介，而可能含有Pb、Hg、Cd、Cr等重金属的聚合材料也成为了威胁人类健康的潜在隐患。产品废弃后更易造成土壤、大气、水质等污染，并进一步影响人类的健康。
[0003]随着聚合材料类产品用量的不断增加与世界各国环保意识的提高，绿色产品所带来的成功行销模式与经验，让产业界除了以价格、品质、服务等传统方式促进销售之外，更增添了一种强有力的行销方式一 “环保产品”。欧盟RoHS指令、ELV指令、REACH法规等更对聚合材料类产品中重金属包括Pb、Hg、Cd、Cr6+的含量进行了限制，并由此引发全球“绿色环保”旋风。关于聚合材料中重金属含量的检测技术，在国家标准GB/T26125-2011《电子电气产品六种限制物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定》、国际标准IEC62321:2008《电子电气产品-测定六种限制物质(铅，萊，镉，六价铬，多溴联苯，多溴联苯醚)的浓度》、中华人民共和国电子行业标准SJ/T11365-2006《电子信息产品中有毒有害物质的检测方法》”等规定中，对重金属含量检测中聚合材料样品的前处理均是采用微波消解的方式进行处理提取再检测的，这主要是受限于聚合材料的难消解性。上述微波消解法的具体操作如下:(I)将称好的样品放入控压微波消解罐内，加入浓硝酸，放入消解罐在密闭控压式微波消解装置中消解处理；(2)将消解后的溶液用去离子水进行定容得待测溶液；(3)采用原子吸收光谱仪(AAS)和/或电感耦合等离子光谱仪(ICP)对待测溶液进行铅、汞、镉、铬等重金属含量的测定。采用微波消解法能够实现快速将铅、汞、镉、铬等重金属转移到液体中以进行检测。但是，上述采用微波消解方式处理后进行检测的方法需要使用专门的微波消解装置，实验成本较高、耗时长，并且容易发生吸附和挥发损失，进而难以同时、准确检测样品中铅、汞、镉、铬等重金属的含量，导致检测结果偏低。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是现有技术中聚合材料中铅、汞、镉、铬等重金属含量的检测采用微波辅助消解法进行样品前处理，导致实验成本较高，且容易发生吸附和挥发损失的问题，进而提供一种适用于同时、快速检测聚合材料中重金属含量的样品前处理方法。
[0005]本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种能够同时、快速检测出聚合材料中重金属含量的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:[0007]本发明提供一种检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其包括如下步骤:
[0008]( I)取待检测的聚合材料样品加入足量或过量浓硫酸，加热至产生硫酸烟，使样品消解及炭化；
[0009](2)向经过步骤(1)中处理后的样品中加入足量或过量浓硝酸，至炭化物消失溶液呈清亮，以使重金属全部以硫酸盐形式存在溶液中；
[0010](3)向经过步骤(2)中处理后的所述样品中加入足量或过量盐酸，加热至沸腾并保持反应至重金属的硫酸盐完全转化成其对应的氯化物，冷却后得到待测样品溶液。
[0011]所述步骤(3)中，在加入所述盐酸的同时还加入乙二胺四乙酸二钠(EDTA)，由于EDTA与重金属铅、汞、镉、铬能生成比其氯化物更为稳定的EDTA配合物，在待测样品溶液需要放置3小时以上，才能进行仪器检测时，加入EDTA溶液使得样品溶液中的重金属以稳定性更好的EDTA配合物形式存在，防止在含有硫酸根的溶液中，氯化物由于长时间放置而再次转变成硫酸盐，进而影响检测的准确度而使结果偏低。
[0012]所述步骤(1)中，所述加热步骤加热的温度为270° -350°。
[0013]所述浓硫酸的质量浓度为90-98%，所述浓硝酸的质量浓度为65-68%，所述盐酸的质量浓度为18-30%。
[0014]所述浓硫酸的质量浓度为98%，所述浓硝酸的质量浓度为65%，所述盐酸的质量浓度为18%。
[0015]所述聚合材料包括PE、ABS、PVC、PC、PBT、PCT、PA、PA46、PA6T、PA9T、PPS、PPA 中
的一种或其任意组合。
[0016]本发明还提供一种检测聚合材料中重金属含量的方法，其包括如下步骤:
[0017](a)按照权利要求1-5任一所述的样品处理方法对所述待检测聚合材料进行样品处理，将所述聚合材料中的各种重金属都转化为可检测的其对应的氯化物，得到所需的待测样品溶液；
[0018](b)采用常规可检测重金属含量的方法对待测样品溶液中的重金属含量进行检测，并计算所述聚合材料中重金属各自的含量。
[0019]所述步骤(b)中，所述常规可检测铅、汞、镉、铬等重金属含量的方法包括电感耦合等离子体发射光谱仪检测、电感耦合等离子体质谱仪检测或原子吸收分光光度计检测。
[0020]所述电感耦合等离子体发射光谱仪检测的检测条件为:
[0021]
【权利要求】
1.一种检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)取待检测的聚合材料样品加入足量或过量浓硫酸，加热至产生硫酸烟，使样品消解及炭化； (2)向经过步骤(1)中处理后的样品中加入足量或过量浓硝酸，至炭化物消失溶液呈清亮，以使重金属全部以硫酸盐形式存在溶液中； (3)向经过步骤(2)中处理后的所述样品中加入足量或过量盐酸，加热至沸腾并保持反应至重金属的硫酸盐完全转化成其对应的氯化物，冷却后得到待测样品溶液。
2.根据权利要求1所述的检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在加入所述盐酸的同时还加入乙二胺四乙酸二钠。
3.根据权利要求1或2所述的检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述加热步骤加热的温度为270°C -350°C。
4.根据权利要求1-3任一所述的检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其特征在于，所述浓硫酸的质量浓度为90-98%，所述浓硝酸的质量浓度为65-68%，所述盐酸的质量浓度为18-30%。
5.根据权利要求4所述的检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，其特征在于，所述浓硫酸的质量浓度为98%，所述浓硝酸的质量浓度为65%，所述盐酸的质量浓度为18%。
6.根据权利要求1-5任一所述的检测聚合材料中重金属含量的样品处理方法，所述聚合材料包括 PE、ABS、PVC、PC、PBT、PCT、PA、PA46、PA6T、PA9T、PPS、PPA 中的一种或其任意组合。
7.—种检测聚合材料中重金属含量的方法，其特征在于，包括如下步骤: Ca)按照权利要求1-6任一所述的样品处理方法对所述待检测聚合材料进行样品处理，将所述聚合材料中的重金属转化为可检测的氯化物，得到所需的待测样品溶液； (b)采用常规可检测重金属含量的方法对待测样品溶液中的重金属含量进行检测，并计算所述聚合材料中重金属的含量。
8.根据权利要求7所述的检测聚合材料中重金属含量的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述常规可检测重金属含量的方法包括电感耦合等离子体发射光谱仪检测、电感耦合等离子体质谱仪检测或原子吸收分光光度计检测。
9.根据权利要求8所述的检测聚合材料中重金属含量的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，所述检测重金属含量的方法为电感耦合等离子体发射光谱仪进行检测，所述电感耦合等离子体发射光谱仪检测的检测条件为:
RF 功率:0.8 ~1.4kw ； 冷却气:10~15L/min ； 辅助气:0.2L/min ； 载气:0.5 ~1.0L/min ； 观测高度:10~15_ ； 积分时间:Autol-5s ；
测试波长分别为:Pb:220.353nm ；Hg:253.652nm ；Cd:214.440nm ；Cr:267.716nm。
10.根据权利要求9所述的检测聚合材料中重金属含量的方法，其特征在于，所述电感耦合等离子体发射光谱仪检测的检测条件为:RF 功率:1.3kw ；冷去P气:1 5L/min ；辅助气:0.8L/min ；载气:0.2L/min ；观测高度:15mm;积分时间:Autol-5s ；测试波长分别为:Pb:220.353nm ；Hg:253.652nm ；Cd:214.440nm ；Cr:267.716nm。
【文档编号】G01N1/28GK103499479SQ201310491559
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】蔡庆铭, 方玉枝, 边志宏 申请人:方玉枝