CN106093177A - 一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其包括如下步骤：准备仪器与试剂；校准溶液的配置；样品的前处理；测试；样品及标液测定；面料中锗的含量计算；最终根据计算结果，得出纺织品试样中锗的含量。采用上述方法后，锗的检出限为0.02μg/g，不同浓度的加标回收率在85％～115％。本方法具有快速、灵敏度高、准确性好的优点。

Description

一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法

【技术领域】

本发明涉及一种面料检测方法，具体涉及一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，属于纺织品质量检测技术领域。

【背景技术】

随着高新技术在纺织品生产中应用，以及人们对服饰要求向功能化、保健性方向发展，研究开发差异性、保健性纤维和面料已成为纺织业发展的关键所在。已有研究证明，锗具有抗病毒、抗氧化、产生负离子，促进血液循环，改善身体体质等功效。

含锗产品虽得到企业的大力推广和好评，但我国目前对含锗纺织产品的检测方法研究还比较少，对于如锗这样的功能性元素的测定还没有相应的检测方法。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可靠性好、检测准确性高的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其包括如下工艺步骤：步骤一、准备仪器与试剂；

采用布鲁克M90电感耦合等离子体质谱仪，ANTON PAAR微波消解仪，感量为0.1mg的梅特勒-托利多分析天平，

1000μg/mL的锗和铟标准储备溶液，

盐酸、硝酸、氢氟酸、过氧化氢、水，

纯度大于等于99.99％的氩气；

步骤二、校准溶液的配置；

校准系列溶液由锗标准储备溶液逐级稀释而成，介质为2％硝酸液；

步骤三、样品的前处理；

步骤四、测试；

步骤五、样品及标液测定；

在步骤四的仪器条件下进行测定，泵入10μg/L铟标准溶液作为内标并观察内标校正元素灵敏度，依次引入标准溶液空白、标准溶液、样品空白、样品溶液；选择同位素⁷²Ge，¹¹⁵In来进行分析，选择¹¹⁵In作为内标校正元素，仪器根据校准方程自动计算样品和空白溶液中锗的浓度；

步骤六、面料中锗的含量，按式(1)计算：

$X_i=\frac{(C_i-C_{i0})\×V}{m\×1000}...\left(1\right)$

式中：

X_i——纺织品试样中锗的含量，单位为毫克每千克，(mg/kg)；

C_i——试样溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

C_i0——空白溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

V——试样溶液定容体积，单位为毫升，mL；

m——试样的质量，单位为克，g；

步骤七、根据步骤六的计算结果，得出纺织品试样中锗的含量。

本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法进一步为：步骤一中，盐酸、硝酸、氢氟酸、过氧化氢均为优级纯，实验用水应符合GB/T 6682中规定的一级水。

本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法进一步为：步骤二中，校准系列溶液的梯度浓度分别为0.4、1.0、5.0、10.0、25.0、40.0μg/L；取铟标准储备溶液用2％硝酸溶液逐级稀释至10μg/L，作内标使用。

本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法进一步为：步骤三具体为：从服装面料中剪取具有代表性的试样10g，把试样剪成不大于5mm*5mm的碎片，混匀后装入洁净的容器内，密封；从剪碎的混匀样品中称取0.2～0.5g试样，置于微波消解内罐中，加5.0mL硝酸和2.0mL过氧化氢，使样品充分浸润，在120℃下预消解1-2小时，对化纤样品再加2mL氢氟酸，后置微波消解系统进行消解。消解完毕，取出消解罐冷至室温，将溶液转移至25mL容量瓶中，用水冲洗罐壁3次以上，合并洗液并定容至25mL，混匀。

本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法进一步为：步骤三中，微波消解仪按照以下设定的程序进行消解：第一步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为120℃，保持时间为5min；第二步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为180℃，保持时间为10min；第三步，功率为1600w，升温时间为9min，温度为200℃，保持时间为20min。

本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法进一步为：步骤四具体为：选用质谱校正液对仪器条件进行校正，校正后泵入10μg/L锗标准溶液，调谐仪器参数，优化后的仪器参数如下：等离子流：18.0L/min，辅助气体流量：1.8L/min，冷却气体流量：0.14L/min，雾化气流量：0.90L/min，采样深度：7.0mm，等离子体RF功率：1.40kw，进样稳定时间：35s，泵速：4rpm，扫描模式：跳峰扫描模式，扫描次数：单点30次，重复次数：5，停留时间：10ms，待测元素及内标元素同位素：⁷²Ge，¹¹⁵In，常规进样系统：石英炬管、石英雾化室、石英雾化器、直径1.1mm的镍采样锥、直径0.5mm的截取锥。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法通过微波消解法消解纺织面料，采用电感耦合等离子体质谱法测定纺织面料中的锗含量，从消解体系、酸用量、消解程序等方面对微波消解条件进行了优化，以及进行了加标回收实验。实验结果表明，锗的方法检出限为0.02μg/g，不同浓度的加标回收率在85％～115％。该方法具有快速、灵敏度高、准确性好的优点。

【具体实施方式】

本发明为一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其包括如下工艺步骤：

步骤一、准备仪器与试剂

采用布鲁克M90电感耦合等离子体质谱仪；ANTON PAAR微波消解仪；梅特勒-托利多分析天平(感量0.1mg)。

锗和铟标准储备溶液(1000μg/mL)。

盐酸、硝酸、氢氟酸、过氧化氢均为优级纯，实验用水应符合GB/T 6682中规定的一级水。

氩气(纯度大于等于99.99％)。

步骤二、标准溶液的配置

校准系列溶液由锗标准储备溶液逐级稀释而成，介质为2％硝酸溶液，梯度浓度分别为0.4、1.0、5.0、10.0、25.0、40.0μg/L；取铟标准储备溶液用硝酸溶液逐级稀释至10μg/L，作内标使用。

步骤三、样品的前处理

从服装面料中剪取具有代表性的试样10g，把试样剪成不大于5mm*5mm的碎片，混匀后装入洁净的容器内，密封。从剪碎的混匀样品中称取0.2～0.5g试样(精确至0.001g)，置于微波消解内罐中，加5.0mL硝酸和2.0mL过氧化氢，使样品充分浸润，在120℃下预消解1-2小时，对于化纤样品再加2mL氢氟酸，后置微波消解系统进行消解。消解完毕，取出消解罐冷至室温，将溶液转移至25mL容量瓶中，用水冲洗罐壁3次以上，合并洗液并定容至25mL，混匀。

本步骤中，微波消解仪按照以下设定的程序进行消解：第一步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为120℃，保持时间为5min；第二步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为180℃，保持时间为10min；第三步，功率为1600w，升温时间为9min，温度为200℃，保持时间为20min。

步骤四、测试

首先，用质谱校正液对仪器条件进行校正，使仪器灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测试要求，选择所建立的方法，具体参数如下。等离子流：18.0L/min；辅助气体流量：1.8L/min；冷却气体流量：0.14L/min；雾化气流量：0.90L/min；采样深度：7.0mm；等离子体RF功率：1.40kw；进样稳定时间：35s；泵速：4rpm；扫描模式：跳峰扫描模式；扫描次数：单点30次；重复次数：5；停留时间：10ms；待测元素及内标元素同位素：⁷²Ge，¹¹⁵In；常规进样系统：石英炬管、石英雾化室、石英雾化器、镍采样锥(直径1.1mm)、截取锥(直径0.5mm)。

步骤五、样品及标液测定

在步骤四的仪器条件下编辑测试方法，引入在线内标并观察内标校正元素灵敏度，依次引入标准溶液空白、标准溶液、样品空白、样品溶液。In和Ge都有一或者多种同位素用于选择，选择了丰度最大的同位素⁷²Ge，¹¹⁵In来分析。选择¹¹⁵In作为内标校正元素，仪器根据校准方程自动计算样品中锗的浓度。

步骤六、结果的计算

面料中锗的含量，按式(1)计算：

$X_i=\frac{(C_i-C_{i0})\×V}{m\×1000}...\left(1\right)$

式中：

X_i——纺织品试样中锗的含量，单位为毫克每千克，(mg/kg)；

C_i——试样溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

C_i0——空白溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

V——试样溶液定容体积，单位为毫升，mL；

m——试样的质量，单位为克，g。

步骤七、根据步骤六的计算结果，得出纺织品试样中锗的含量。

另外，对于本发明利用电感耦合等离子体质谱法测定面料中锗含量的方法的线性范围、检出限进行了研究，标准曲线以元素浓度为横坐标，技数值为纵坐标绘制标准曲线；仪器检出限为通过样品空白进行10次测试，以3倍空白标准偏差对应的浓度值表示；样品检出限为仪器检出限乘以稀释倍数计算得到。其结果为锗的检出限为0.02ug/g，每个样品重复10次，得到结果的相对标准偏差(RSD)为1.3％。具体检出限实验数据如下表所示：

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：

步骤一、准备仪器与试剂；

采用布鲁克M90电感耦合等离子体质谱仪，ANTON PAAR微波消解仪，感量为0.1mg的梅特勒-托利多分析天平，

1000μg/mL的锗和铟标准储备溶液，

盐酸、硝酸、氢氟酸、过氧化氢、水，

纯度大于等于99.99％的氩气；

步骤二、校准溶液的配置；

校准系列溶液由锗标准储备溶液逐级稀释而成，介质为2％硝酸液；

步骤三、样品的前处理；

步骤四、测试；

步骤五、样品及标液测定；

在步骤四的仪器条件下进行测定，泵入10μg/L铟标准溶液作为内标并观察内标校正元素灵敏度，依次引入标准溶液空白、标准溶液、样品空白、样品溶液；选择同位素⁷²Ge，¹¹⁵In来进行分析，选择¹¹⁵In作为内标校正元素，仪器根据校准方程自动计算样品和空白溶液中锗的浓度；

步骤六、面料中锗的含量，按式(1)计算：

$X_i=\frac{(C_i-C_{i0})\×V}{m\×1000}...\left(1\right)$

式中：

X_i——纺织品试样中锗的含量，单位为毫克每千克，(mg/kg)；

C_i——试样溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

C_i0——空白溶液中被测元素的浓度，单位为微克每升，μg/L；

V——试样溶液定容体积，单位为毫升，mL；

m——试样的质量，单位为克，g；

步骤七、根据步骤六的计算结果，得出纺织品试样中锗的含量。

2.如权利要求1所述的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：步骤一中，盐酸、硝酸、氢酸、过氧化氢均为优级纯，实验用水应符合GB/T 6682中规定的一级水。

3.如权利要求1所述的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：步骤二中，校准系列溶液的梯度浓度分别为0.4、1.0、5.0、10.0、25.0、40.0μg/L；取铟标准储备溶液用硝酸溶液逐级稀释至10μg/L，作内标使用。

4.如权利要求1所述的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：步骤三具体为：从服装面料中剪取具有代表性的试样10g，把试样剪成不大于5mm*5mm的碎片，混匀后装入洁净的容器内，密封；从剪碎的混匀样品中称取0.2～0.5g试样，置于微波消解内罐中，加5.0mL硝酸和2.0mL过氧化氢，使样品充分浸润，在120℃下预消解1～2小时，对化纤样品再加2mL氢氟酸，后置微波消解系统进行消解，消解完毕，取出消解罐冷至室温，将溶液转移至25mL容量瓶中，用水冲洗罐壁3次以上，合并洗液并定容至25mL，混匀。

5.如权利要求1所述的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：步骤三中，微波消解仪按照以下设定的程序进行消解：第一步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为120℃，保持时间为5min；第二步，功率为1600w，升温时间为5min，温度为180℃，保持时间为10min；第三步，功率为1600w，升温时间为9min，温度为200℃，保持时间为20min。

6.如权利要求1所述的利用电感耦合等离子体质谱法测定面料锗含量的方法，其特征在于：步骤四具体为：选用质谱校正液对仪器条件进行校正，校正后泵入10μg/L锗标准溶液，调谐仪器参数，优化后的仪器参数如下：等离子流：18.0L/min，辅助气体流量：1.8L/min，冷却气体流量：0.14L/min，雾化气流量：0.90L/min，采样深度：7.0mm，等离子体RF功率：1.40kw，进样稳定时间：35s，泵速：4rpm，扫描模式：跳峰扫描模式，扫描次数：单点30次，重复次数：5，停留时间：10ms，待测元素及内标元素同位素：72Ge，115In，常规进样系统：石英炬管、石英雾化室、石英雾化器、直径1.1mm的镍采样锥、直径0.5mm的截取锥。