微波消解- 电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)
测定玩具涂层中的铅元素
摘要: 采用不同的微波消解温度和不同混合酸消解油漆粉末标准参考物(NIST SRM 2582) , 用ICP – OES测定铅元素的含量。依据精密度、回收率, 比较了消解温度、混合酸对NIST SRM 2582的消解效果。结果表明, 由60mL浓硝酸和180mL浓盐酸混合后稀释到1000mL后组成的混合酸对玩具涂层具有很好的消解能力, 微波加热15 min 能迅速有效消玩具涂层,铅元素的测定值与标称值非常符合。关键词:微波消解;玩具涂层;铅元素;电感耦合等离子体原子发射光谱仪美国总统布什2008年8月14日签署了《2008消费品安全改进法案》,该法案进一步授权于消费品安全委员会(CPSC)加强消费品特别是儿童产品的安全管理。玩具中的铅元素含量一直受到美国消费品安全委员会的高度关注,近几年由于玩具涂层中铅元素含量超标而被召回的事件层出不穷,且法令对铅元素限量要求越来越低,这也就使得测试玩具涂层中铅元素含量的方法要求越来越严格。本研究利用微波消解和ICP-OES建立了一套准确、快速、高效的方法对玩具涂层中铅元素含量进行分析。1 实验部分1. 1 试剂及仪器Perkin Elmer ICP-OES OPTIMA 2100DV电感耦合等离子原子发射光谱仪;上海屹尧Excel微波消解仪;超纯水(18. 2MΩ·cm)由美国Millipore Simplicity超纯水装置制得, 铅标准物质1000ug/mL(GBW08619),内标物钇1000ug/mL(GBW08657),NIST SRM 2582油漆粉末(Pb标称值208.8 mg/kg),实验所用硝酸、盐酸(广州化学试剂厂)均为分析纯。1. 2 ICP-OES仪器工作参数 功率1300W;等离子气15L/min;辅助气0.2L/ min;雾化气0.8L/ min;自动积分曝光读取时间1-5秒;样品提升量1.0 mL/ min;冲洗15秒;读数延时35秒;分析波长Pb 220.353 nm,Pb217.00 nm作参考。1.3 实验方法1.3.1 分别称取约0.1g(精确至0.1 mg) NIST SRM 2582油漆粉末样品,置于九个微波消解罐中,以每三个为一组,在第一组消解罐中均加入5 mLHN03,第二组消解罐中均加入3mL HN03和1mLHCl,第三组消解罐中均加入5mL浸提液(取60mL浓硝酸加入烧杯,再加入180mL浓盐酸,冷却,转移至1000mL容量瓶中,用超纯水定容),再取一个消解罐作为空白,然后将这十个消解罐装入微波消解罐中,设定在10min内升温到180℃,保持加热不小于15min,最高压强为20atm,待消解罐冷却后,将溶液转移至10 mL容量瓶中,用水冲洗罐壁4次以上,加入内标10ug/mL Y溶液2mL,用超纯水定容,ICP-OES进行分析,结果见表1。表1 不同酸在180℃对NIST SRM 2582的消解结果(mg/kg)
元素 |
5 mLHN03 | | 3mL HN03和1mLHCl | | 5mL浸提液 |
1 | 2 | 3 | w均 | RSD /% | Rec /% | | 1 | 2 | 3 | w均 | RSD /% | Rec /% | | 1 | 2 | 3 | w均 | RSD /% | Rec /% |
Pb | 158.0 | 143.6 | 150.5 | 150.7 | 4.78 | 72.2 | | 174.8 | 164.9 | 162.3 | 167.3 | 3.94 | 80.1 | | 210.1 | 188.0 | 186.9 | 195.0 | 6.71 | 93.4 |
注1:w均表示结果平均值;RSD 表示相对标准偏差;Rec 表示回收率注2:NIST SRM 2582油漆粉末中铅含量标称值为208.8 mg/kg表1数据结果表明,浸提液对NIST SRM 2582油漆粉末样品消解效果最好,其次是反王水(3mL HN03和1mLHCl),硝酸最差。1.3.2 参照以上1.3.1相同的方法,用浸提液同时对九个NIST SRM 2582油漆粉末样品进行平行消解,ICP-OES进行分析,结果见表2。表2 浸提液在180℃对NIST SRM 2582的消解结果(mg/kg)
元素 | 5mL浸提液 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | w均 | RSD /% | 平均Rec /% |
Pb | 180.6 | 182.7 | 181.7 | 178.6 | 181.7 | 195.9 | 195.9 | 193.8 | 186.9 | 186.4 | 3.53 | 89.3 |
注1: w均表示结果平均值;RSD 表示相对标准偏差;Rec 表示回收率1.3.3 分析方法的检出限采用上述方法用浸提液平行处理7 份空白溶液, 利用ICP-OES进行测定, 以结果标准偏差的3.14 倍所对应的浓度作为分析铅的方法检出限, 计算结果为0.005 mg/kg。2 结果与讨论 由以上研究可知,用微波对玩具涂层进行消解测试铅元素含量时,用浸提液(取60mL浓硝酸加入烧杯,再加入180mL浓盐酸,冷却,转移至1000mL容量瓶中,用超纯水定容)对其进行消解效果最好。铅元素的回收率都85%~115%之间,说明该方法的准确度良好;相对标准偏差值均低于10%,说明该方法精密度良好;检出限为0.005 mg/kg,说明该方法的灵敏度极高。综上所述,该方法具有测定准确快速、分析重现好、检出限低的特点,对快速准确检测玩具涂层中铅元素含量有着极高的应用价值。