CN109470813A - 塑料中氯和溴含量的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明塑料中氯和溴含量的测定方法，含有以下步骤：⑴塑料样品前处理：对低密度聚乙烯、粘胶纤维和/或尼龙的塑料样品用微波氧燃烧法进行处理，得到待测吸收液；⑵用离子色谱法检测塑料中氯和溴的含量：采用的色谱条件为：阴离子分析柱、阴离子保护柱、柱温30℃、淋洗液流速为1.0mL/min、淋洗浓度为6mmol/L、进样体积为25μL，氯离子和溴离子的保留时间分别为8.1min和16.4min，测得塑料中氯和溴的含量。本发明能将塑料中含有的氯和溴完全分离出来，在测定范围内氯、溴的含量与峰面积呈良好的线性关系；能避免待测吸收液中碳酸根色谱峰的干扰，获得更优的检出限和精密度；利用本发明的测定方法可提高对塑料中氯和溴的回收效率。

Description

塑料中氯和溴含量的测定方法
技术领域
本发明涉及化学检测技术领域，具体的是一种塑料中氯和溴含量的测定方法。
背景技术
目前，在塑料制品中使用的含卤阻燃剂是一种优良的阻燃剂，具有较好的阻燃性能，因此，它在塑料制品的生产中用量很大。但是，所述含卤阻燃剂中具有高迁徙性和有毒性的有机氯化物、有机溴化物等物质，它们会对人体和自然环境造成伤害。因此，建立一种对塑料制品中氯和溴的含量能进行快速便捷检测的方法，对塑料制品的质量监控、回收和处理具有重要意义。
目前检测塑料制品中氯和溴含量的前处理方法有：干法灰化处理法、湿法消解处理法、氧弹燃烧法等。所述干法灰化处理法就是将样品在高温条件下燃烧，将得到的气体采集吸收、待测。该方法耗时过长，容易造成分析物损失。所述湿法消解处理法就是用硝酸和硫酸与试样一起在烧杯中高温煮，除掉大部分的有机物，由于在处理过程中使用了大量的酸，对后续氯和溴的检测会产生干扰。所述氧弹燃烧法是将样品在密闭的系统内(通常是高压氧气的量热弹)通过燃烧被氧化，含氯和溴的化合物分别转化为氯化物和溴化物，然后被吸收液吸收。但是，该处理方法存在操作复杂、高压危险、重复性差等问题。采用微波的氧燃烧处理法是在近年来发展迅速的一种前处理方法，它对复杂的有机质和无机质样品的前处理具有快速、高效、简单的特点。
目前氯和溴的检测方法有：滴定法和离子色谱法。所述滴定法常常伴有干扰因素，只适用于常量检测，而不适用于痕量检测。所述离子色谱法(ion chromatography，IC)目前是分析水溶液中阴离子的首选方法，它具有检测迅速、灵敏度高、选择性好等特点。由于离子色谱能检测水溶液中的离子型物质，灵敏度很高，它能对多种离子进行痕量的定量检测和准确分析。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种塑料中氯和溴含量的测定方法，它能通过微波氧燃烧处理方法将塑料制品中的氯和溴完全转化成相应的阴离子，再结合离子色谱法检测其含量，使测定分析的时间短、操作简单、温度可控、环境友好并可批量处理，能满足塑料制品的质量监控、回收和处理的实际检测需求。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，其特征在于，含有以下步骤：
(1)塑料样品的前处理
用微波氧燃烧对塑料样品进行处理，得到待测吸收液：
称取0.1～0.3g塑料样品置于石英管中，加入10ml吸收液，再加入助燃剂，将所述石英管密封后进行微波氧燃烧反应30min；反应结束后，将吸收液摇匀，获得待测吸收液；
(2)检测所述塑料中氯和溴的含量
用离子色谱法对步骤(1)制备的待测吸收液进行检测：将所述待测吸收液用0.22μm滤膜进行过滤后，按照离子色谱测定条件，测定待测吸收液中Cl-、Br-含量；
采用的色谱条件为：IonPac AS18阴离子分析柱、AG18阴离子保护柱、柱温30℃、淋洗液流速为1.0mL/min、淋洗液浓度为6mmol/L、进样体积为25μL分析所述待测吸收液时，氯离子和溴离子的保留时间分别为8.1min和16.4min，测得所述塑料中氯和溴的含量。
进一步，所述塑料样品包含低密度聚乙烯、粘胶纤维和/或尼龙，但不限于以上种类。
进一步，步骤(1)所述的吸收液为碳酸铵溶液，它既能吸收完全，也不会对检测仪器及器件造成腐蚀。
进一步，步骤(1)所述的助燃剂为硝酸铵溶液。
本发明塑料中氯和溴含量的测定方法的积极效果是：
(1)通过微波氧燃烧反应能将塑料中含有的氯和溴完全从试样中分离出来，在测定的范围内氯、溴的含量与峰面积呈良好的线性关系(相关系数为0.9999)，氯和溴的检出限分别为0.67μg/L和0.22μg/L，
(2)用本发明设定的色谱条件能避免待测吸收液中碳酸根色谱峰的干扰，获得更优的检出限和精密度，氯离子和溴离子的保留时间分别可达到8.1min和16.4min，便于塑料中氯和溴含量的测定。
(3)利用本发明的测定方法，塑料中含氯和溴的加标回收率为99.0％～101.0％，精密度(n＝6)均小于2.68％。
具体实施方式
以下给出本发明塑料中氯和溴含量的测定方法的具体实施方式，但是应当指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例1
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，含有以下步骤：
(1)塑料样品前处理
采用的塑料为低密度聚乙烯(ERM-EC681m)。
配置碳酸铵溶液作为吸收液，既能完全吸收，又不会影响检测仪器及器件。
称取0.1g低密度聚乙烯ERM-EC681M样品置于石英管中，加入10ml碳酸铵溶液，再加入助燃剂硝酸铵溶液，将所述石英管密封后进行微波氧燃烧反应30min；反应结束后，将碳酸铵溶液定容至25mL、摇匀，获得待测吸收液。
(2)检测所述塑料中氯和溴的含量
用离子色谱法对步骤(1)制备的待测吸收液进行检测：将所述待测吸收液用0.22μm滤膜进行过滤后，按照离子色谱测定条件，测定待测吸收液中Cl-、Br-含量。
采用的色谱条件为：
IonPac AS18阴离子分析柱；
AG18阴离子保护柱；
柱温30℃；
淋洗液流速为1.0mL/min；
淋洗浓度为6mmol/L；
进样体积为25μL；
分析所述待测吸收液时，氯离子和溴离子的保留时间分别为8.1min和16.4min，测试所述塑料中氯(Cl-)和溴(Br-)的含量。
实施中采用的主要设备和仪器有：
Dionex ICS 6000型离子色谱(美国Thermo Fisher)；
KOH淋洗液自动发生器；
Chromeleon 7.2.8色谱工作站；
电导检测器；
AS-AP自动进样器；
ADRS600阴离子抑制器；
Milli-Q超纯水一体机(18.25Ωm·cm，美国Millipore公司)。
实施中采用的材料和试剂为：
低密度聚乙烯ERM-EC681M；
尼龙；
黏胶纤维；
1000mg/L的Br-标准溶液；
1000mg/L的Cl-标准溶液；
碳酸铵溶液：称取0.72g色谱级碳酸铵溶于250mL水中、混匀。
实施中对塑料中氯和溴含量测定的线性方程及检测下限为：
在选定的色谱条件下，用氯、溴标准溶液配制的Cl-系列标准溶液(0.1；0.4；0.8；1.0；2.0；4.0mg/L)、Br-系列标准溶液(0.5；1.0；2.0；4.0；8.0；12mg/L)进行测定；根据浓度与色谱峰面积拟合校准曲线为：
氯y＝0.2958x+0.0112；
溴y＝0.1272x-0.0056。
以3倍信噪比计算氯离子的检出限为0.67μg/L；溴离子的检出限为0.22μg/L。
实施例2
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，基本步骤同实施例1。
所不同的是：
在步骤(1)中采用的塑料为粘胶纤维。
称取0.2g所述粘胶纤维标准品置于石英管中。
实施例3
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，基本步骤同实施例1。
所不同的是：
在步骤(1)中采用的塑料为尼龙。
称取0.3g所述尼龙标准品置于石英管中。
实施例4
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，基本步骤同实施例1。
所不同的是：
在步骤(1)中采用的塑料为低密度聚乙烯和粘胶纤维。
称取0.1g所述低密度聚乙烯和粘胶纤维标准品置于石英管中。
实施例5
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，基本步骤同实施例1。
所不同的是：
在步骤(1)中采用的塑料为低密度聚乙烯和尼龙。
称取0.15g所述低密度聚乙烯和粘胶纤维标准品置于石英管中。
实施例6
一种塑料中氯和溴含量的测定方法，基本步骤同实施例1。
所不同的是：
在步骤(1)中采用的塑料为粘胶纤维和尼龙。
称取0.25g所述低密度聚乙烯和粘胶纤维标准品置于石英管中。
就实施例所做的回收率实验、对比实验及实际样品测试(见下表)
表1和2为回收率实验及实际样品分析结果。
表1.氯的回收率实验(n＝6)
。
表2.溴的回收率实验(n＝6)
。

Claims (4)

1.一种塑料中氯和溴含量的测定方法，其特征在于，含有以下步骤：
(1)塑料样品的前处理
用微波氧燃烧对塑料样品进行处理，得到待测吸收液：
称取0.1～0.3g塑料样品置于石英管中，加入10ml吸收液，再加入助燃剂，将所述石英管密封后进行微波氧燃烧反应30min；反应结束后，将吸收液摇匀，获得待测吸收液；
(2)检测所述塑料中氯和溴的含量
用离子色谱法对步骤(1)制备的待测吸收液进行检测：将所述待测吸收液用0.22μm滤膜进行过滤后，按照离子色谱测定条件，测定待测吸收液中Cl-、Br-含量；
采用的色谱条件为：IonPac AS18阴离子分析柱、AG18阴离子保护柱、柱温30℃、淋洗液流速为1.0mL/min、淋洗液浓度为6mmol/L、进样体积为25μL，分析所述待测吸收液时，氯离子和溴离子的保留时间分别为8.1min和16.4min，测得所述塑料中氯和溴的含量。
2.根据权利要求1所述的塑料中氯和溴含量的测定方法，其特征在于，所述塑料样品包含低密度聚乙烯、粘胶纤维和/或尼龙。
3.根据权利要求1所述的塑料中氯和溴含量的测定方法，其特征在于，步骤(1)所述的吸收液为碳酸铵溶液，它既能吸收完全，也不会对检测仪器及器件造成腐蚀。
4.根据权利要求1所述的塑料中氯和溴含量的测定方法，其特征在于，步骤(1)所述的助燃剂为硝酸铵溶液。
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