CN118169108A - 一种测定聚合物中重金属元素的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测定聚合物中重金属元素的方法及其应用，涉及重金属检测的领域，具体先利用紫外光对聚合物样品进行光照解构，然后采用微波消解仪完全消解聚合物样品，提出了HNO3+H2O2+HClO4+HF的酸消解体系，将其用于检测电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料中的重金属元素铅、镉和汞，进一步完善了塑料等聚合物中重金属元素含量的快速检测方法。本发明解决了很多塑料消解不完全的问题，同时解决了塑料中的某些填料无法被消解的问题，减少了后续的处理过程，实现了快速高效的目的，进一步完善了塑料中重金属含量快速分析的方法。
Description
技术领域
本申请涉及重金属检测领域，更具体地说，它涉及一种测定聚合物中重金属元素的方法及其应用。
背景技术
聚合物可能在生产、使用或废弃过程中受到环境中重金属的污染。测定聚合物中重金属元素的含量有助于采取适当的措施来减少其含量，并确保聚合物的质量和安全性。这对于保护人类健康和环境至关重要。
微波密闭消解是一种样品前处理技术，用于溶解和分解固体样品中的有机物和无机物。它利用微波辐射能量加热密闭容器中的样品和消解试剂，以加快反应速度，便于后续进行化学分析和监测。微波密闭消解也是测定聚合物中重金属元素是对聚合物进行前处理的常用技术。
微波密闭消解由于样品消解过程是在密闭环境中进行，因此，只需一次前处理即可同时测定Pb，Cd和Hg含量，效率高。对于某些含Si，Zr等塑料的Pb，Cd和Hg含量分析也可以通过HF酸的加入而实现，且无须担心待测元素的挥发损失。但仍有少部分的样品无法被微波密闭消解法完全消解，导致测定结果偏低。
常规的酸消解体系HNO3+H2O2，对PE，PP等塑料，采用消解的前处理方法能得到较好的测定结果。但对于如ABS，PBT等一些塑料，则难以实现。现有技术例如采用HNO3+H2O2+HClO4溶样，可以较好的处理ABS样品，但该方法处理一些含有硅酸盐，TiO2等填料的塑料存在一定的问题；采用HNO3+H2SO4，可以实现大部分塑料样品的消解，包括ABS等塑料样品，但该方法由于产生PbSO4沉淀导致结果偏低，且没有很好的解决塑料中填料的消解问题。
综上所述，有必要提出一种新的微波消解法用于聚合物塑料中重金属元素的测定。
发明内容
为了提供一种通用型的微波快速消解聚合物样品的方法，本申请提供一种测定聚合物中重金属元素的方法及其应用。
本申请提供的一种测定聚合物中重金属元素的方法采用如下的技术方案：
一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：对聚合物样品进行预处理，然后将预处理后的聚合物样品置入微波消解罐中，加入酸性消解混合液，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪进行检测；
所述预处理包括如下的步骤：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20-80μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2-15h，紫外光剂量为10000-22000mJ/cm2。
本申请的方法通过将聚合物样品粉碎至20-80μm的细度，增加了样品的表面积，使消解试剂能够更容易地接触到样品的内部，提高了消解的效率和均匀性。通过短波紫外光的高能、高频照射可以帮助打破聚合物的化学键，促进样品的消解。此外，紫外光照射还可能有助于分解一些可能干扰重金属测定的有机物质。通过优化照射时间(2-15h)和紫外光剂量(10000-22000mJ/cm2)，可以在有效消解样品的同时，尽量减少可能对样品造成的损害或变化。预处理方法有助于更快速、完全地消解聚合物样品，使得重金属元素能够更充分地释放出来，提高了检测的灵敏度和准确性。通过预处理步骤，可能减少了样品中的有机物和其他干扰物质的含量，降低了对重金属测定的干扰，提高了分析结果的可靠性。经过预处理后的样品更容易被消解和分析，有助于提高电感耦合等离子体原子发射光谱仪对重金属元素的检测能力，能够更准确地测定样品中的重金属含量。
可选的，所述酸性消解混合液具体组成为HNO3、H2O2、HClO4和HF。
可选的，所述样品质量为0.19-0.21g；所述酸性消解混合液中HNO3、H2O2、HClO4和HF的体积比为7：0.2：1：0.5。
通过采用上述技术方案，大部分塑料可以被HNO3+H2O2体系消解，部分塑料如PBT等仍无法消解，且无法解决塑料填料(如玻璃纤维或者TiO2)的消解问题。HNO3+HBF4+H2O2的酸消解方法可以部分解决塑料中填料的消解问题。但HClO4的引入能有助于塑料的消解，HF的引入则可以更好地解决填料的消解问题。但HCl的再一步引入，对于最终消解效果的改善在大部分情况下不明显，反而容易导致消解罐的泻压。因此本发明选择HNO3+H2O2+HClO4+HF的酸消解体系。
整个体系酸的用量一般要求为：不少于6mL但不超过10mL，否则样品在微波消解过程中会发生消解不清或泄压现象。65％HNO3的沸点比水的沸点高，较高的沸点有利于塑料样品的消解，因此尽量采用HNO3代替水加入到酸消解体系中。
在同等条件下，分别加入0.5mL，1.0mL，1.5mL HClO4消解ABS，经过试验发现，随着HClO4用量的增加，ABS消解后残留的残渣越来越少，直至完全消解。然而，过高HClO4用量容易导致消解罐内压力过高，因此基于安全考虑，HClO4用量不能超过整个酸消解体积的20％。
H2O2的用量对于难消解的ABS帮助不大，但对于PE，随着H2O2的加入，对消解有帮助，但效果区别不大。过高的H2O2用量则容易导致消解罐内压力过高。
由于塑料中经常添加玻璃纤维作为填料，因此常加入HBF4或HF。在同等条件下，HF消解效果优于HBF4。越少的HBF4或HF用量，对于仪器的损害越少，但太少的用量又不能满足完全消解的要求。
可选的，所述微波消解程序具体包括以下步骤：
S1、设定初始温度为室温，逐渐升温至165℃，升温时间为10min；
S2、初始温度为165℃，维持恒温状态，持续时间5min；
S3、初始温度为165℃，逐渐升温至205℃，升温时间为9min；
S4、初始温度为205℃，维持恒温状态，持续时间40min。
温度是影响消解效果最重要的因素。205℃比190℃有明显的改进。更高的温度将更有利于样品的消解，但也容易引起消解罐卸压导致样品损失，210℃的条件更易发生卸压现象。因此消解温度选择205℃。
恒温的时间也是影响消解效果的因素之一。在205℃的条件下分别消解ABS样品，随着时间的延长，样品消解越完全，而ABS样品一般需要40分钟以上。
可选的，检测参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
本发明的另一目的是提供一种测定聚合物中重金属元素的方法的应用，具体可用于检测电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料中的重金属元素铅、镉和汞。
上述方法中重金属元素的分析谱线设定为：Pb 220nm或182nm；Cd214nm；Hg194nm。
通过采用上述技术方案，选择特定的分析谱线，如Pb的220nm或182nm、Cd的214nm和Hg的194nm，可以针对性地检测电子电气产品及材料中塑料或聚合物材料中的铅、镉和汞等重金属元素。这种特异性的检测有助于提高分析的准确性和可靠性。该方法可应用于检测电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料，涵盖了广泛的应用领域。这使得该方法在确保产品质量安全、环境监测和合规性方面具有重要意义。综合而言，上述方案的优点包括特异性、广泛适用性、高灵敏度、准确性和可靠性，以及高效性。这些优点使得该方法在检测电子电气产品及材料中的重金属元素方面具有实际应用价值和意义。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的方法通过将聚合物样品粉碎至20-80μm的细度，增加了样品的表面积，使消解试剂能够更容易地接触到样品的内部，提高了消解的效率和均匀性。通过短波紫外光的高能、高频照射可以帮助打破聚合物的化学键，促进样品的消解。此外，紫外光照射还可能有助于分解一些可能干扰重金属测定的有机物质。通过优化照射时间(2-15h)和紫外光剂量(10000-22000mJ/cm2)，可以在有效消解样品的同时，尽量减少可能对样品造成的损害或变化。预处理方法有助于更快速、完全地消解聚合物样品，使得重金属元素能够更充分地释放出来，提高了检测的灵敏度和准确性。通过预处理步骤，可能减少了样品中的有机物和其他干扰物质的含量，降低了对重金属测定的干扰，提高了分析结果的可靠性。经过预处理后的样品更容易被消解和分析，有助于提高电感耦合等离子体原子发射光谱仪对重金属元素的检测能力，能够更准确地测定样品中的重金属含量。
2、本发明采用微波消解仪完全消解聚合物样品，提出了HNO3+H2O2+HClO4+HF的酸消解体系，将其用于检测电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料中的重金属元素铅、镉和汞，进一步完善了塑料等聚合物中重金属元素含量的快速检测方法。
3、本申请的方法解决了很多塑料消解不完全的问题，同时解决了塑料中的某些填料无法被消解的问题，减少了后续的处理过程，实现了快速高效的目的，进一步完善了塑料中重金属含量快速分析的方法。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它附图。
图1是Pb 220nm处的光谱干扰情况。
图2是Pb 182nm处的光谱干扰情况。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PVC样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PVC样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例2
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PC样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为50μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为8h，紫外光剂量为18000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PC样品0.19g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例3
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PE样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为80μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为15h，紫外光剂量为22000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PE样品0.21g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例4
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PP样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PP样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例5
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对ABS样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的ABS样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例6
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对硅胶样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的硅胶样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mL H2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例7
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对酚醛塑料样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的酚醛塑料样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mL H2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例8
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PA样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PA样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例9
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PC+ABS样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PC+ABS样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mL H2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
实施例10
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PBT样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PBT样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
微波消解程序如下表：
| 程序 | 初始温度/℃ | 终点温度/℃ | 时间/min |
| 1 | 室温 | 165 | 10 |
| 2 | 165 | 165 | 5 |
| 3 | 165 | 205 | 9 |
| 4 | 205 | 205 | 40 |
接着，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和旋流雾化室、Meinhand型同心雾化器进行检测，仪器参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
实施例11
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对Nylon+GF样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的Nylon+GF样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mL H2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
实施例12
测定聚合物中重金属元素的方法，具体包括以下步骤：
先对PET样品进行如下步骤的预处理：
(1)对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20μm；
(2)将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2h，紫外光剂量为10000mJ/cm2。
然后称取预处理后的PET样品0.20g，置入微波消解罐中，加入7.0mL浓HNO3、0.2mLH2O2、HClO4 1.0mL和HF 0.5mL，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容至25mL。
性能检测试验
回收率和精密度测试：
参照实施例1～4所述方法，在检测样品中加入0.5mg/L的铅离子标准溶液，设定重金属元素的分析谱线为：Pb 220nm或182nm；Cd 214nm或229nm；Hg 194nm或185nm。在相同条件下进行4次平行测试，得到结果如下表：
检测结果表明，重金属元素Pb、Cd和Hg加标回收率均在92.5～103.0％之间，测试精密度均小于3％，满足一般痕量测试方法的相关要求。
检出限测试：
参照实施例5的方法，在相同条件下测定11个空白测试样，以测定结果的标准偏差的3倍值(3倍SD)，同时根据样品质量和定容体积可以计算方法的检出限，测定结果如下表：
检测结果表明，重金属元素Pb，Cd和Hg的检出限均不大于2.0mg/kg。表明此方法的检出限能完全满足各个国家及企业对电子电气产品的环保要求及测试需要。
准确度测试：
采用有证标准物质(CRM)，代号为CRM680的PE塑料粒，参照实施例6所述方法进行分析，并将测试结果与CRM680的标示值进行比较，得到结果如下表：
检测结果表明，重金属元素Pb，Cd和Hg的误差小于14％，可满足一般痕量测试的要求。
材料消解测试：
总结实施例1～12检测结果，统计采用本发明实施例所述方法进行塑料材料消解的结果，具体如下表所示：
| 样品材料 | 最终消解结果 | 样品材料 | 最终消解结果 |
| PVC | 清 | 酚醛塑料 | 清 |
| PC | 清 | PA | 清 |
| PE | 清 | PC+ABS | 清 |
| PP | 清 | PBT | 清 |
| ABS | 清 | Nylon+GF | 清 |
| 硅胶 | 清 | PET | 浊 |
以上结果表明，除去少数聚合物材料如PET等以外，本发明所述方法可消解绝大部分电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料。
对比例
对比例1
参照实施例1、3～5和10所述方法，将实施例中的酸消解体系HNO3+H2O2+HClO4+HF改为HNO3+H2O2、HNO3+HBF4+H2O2，分别进行材料消解测试，得到结果如下表：
| HNO3+H2O2 | HNO3+HBF4+H2O2 | HNO3+H2O2+HClO4+HF | |
| PVC | 浊 | 清 | 清 |
| PE | 清 | 清 | 清 |
| PP | 清 | 清 | 清 |
| ABS | 浊 | 浊 | 清 |
| PBT | 浊 | 浊 | 清 |
以上结果表明，结合本申请提供的对塑料样品的预处理手段后，大部分塑料都可以被HNO3+H2O2体系消解，部分塑料如PBT等仍无法消解，且无法解决塑料填料(如玻璃纤维或者TiO2)的消解问题。HNO3+HBF4+H2O2的酸消解方法可以部分解决塑料中填料的消解问题。但HClO4的引入有助于塑料的消解，HF的引入可更好地解决填料的消解问题，HCl的引入对于最终消解效果的改善在大部分情况下不明显，反而容易导致消解罐的泻压。因此本发明选择的酸消解体系组成为：HNO3+H2O2+HClO4+HF，有效解决了现有酸消解体系存在的无法通用问题，并解决了部分材料无法消解的问题，达到了快速高效实现消解的目的。
对比例2
本对比例参照实施例1～12的检测方法，在测定之前，不对聚合物样品进行粉碎和短波紫外光照射处理，然后直接微波密闭消解，得到结果如下表：
| 样品材料 | 最终消解结果 | 样品材料 | 最终消解结果 |
| PVC | 清 | 酚醛塑料 | 浊 |
| PC | 浊 | PA | 浊 |
| PE | 清 | PC+ABS | 浊 |
| PP | 浊 | PBT | 浊 |
| ABS | 浊 | Nylon+GF | 浊 |
| 硅胶 | 浊 | PET | 浊 |
以上结果表明，如果不对聚合物样品进行粉碎+短波紫外光照射的预处理，仅仅通过调配适当成分和配比的消解混合液以难以对大部分塑料聚合物达到较好的消解效果，仅仅只能对PVC聚合物和PE聚合物起到较好的消解效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经过适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本发明中所未详细描述的技术细节，均可通过本领域中的任一现有技术实现。特别的，本发明中所有未详细描述的技术特点均可通过任一现有技术实现。
Claims (8)
1.一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：对聚合物样品进行预处理，然后将预处理后的聚合物样品置入微波消解罐中，加入酸性消解混合液，按照微波消解程序进行微波消解处理，再将其转移定容，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪进行检测；
所述预处理包括如下步骤：
（1）对聚合物样品进行粉碎，粉碎后的聚合物样品平均粒径为20-80μm；
（2）将粉碎后的聚合物样品置于短波紫外光下照射，照射时间为2-15h，紫外光剂量为10000-22000mJ/cm2。
2.根据权利要求1所述的一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于：所述酸性消解混合液具体组成为HNO3、H2O2、HClO4和HF。
3.根据权利要求2所述的一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于：所述酸性消解混合液中HNO3、H2O2、HClO4和HF的体积比为7：0.2：1：0.5。
4.根据权利要求1所述的一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于：所述微波消解程序具体包括以下步骤：
S1、设定初始温度为室温，逐渐升温至165℃，升温时间为10min；
S2、初始温度为165℃，维持恒温状态，持续时间5min；
S3、初始温度为165℃，逐渐升温至205℃，升温时间为9min；
S4、初始温度为205℃，维持恒温状态，持续时间40min。
5.根据权利要求1所述的一种测定聚合物中重金属元素的方法，其特征在于：所述光谱仪检测参数设定具体为：RF功率1250W，冷却气流量15L/min，辅助气流量2.25L/min，载气流量0.7L/min。
6.一种权利要求1所述的测定聚合物中重金属元素的方法的应用，其特征在于，所述方法可用于检测电子电气产品及材料中的塑料或聚合物材料中的重金属元素。
7.一种权利要求6所述的测定聚合物中重金属元素的方法的应用，其特征在于，所述重金属元素包括铅、镉和汞。
8.根据权利要求7所述的一种测定聚合物中重金属元素的方法的应用，其特征在于，所述重金属元素的分析谱线设定为：Pb 220nm或 182nm；Cd 214nm；Hg 194nm。
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104034720A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-10 | 同济大学 | 一种建筑废物中重金属检测方法 |
| CN107036876A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-08-11 | 普洱市质量技术监督综合检测中心 | 一种同时测定土壤多种重金属元素的预处理方法 |
| CN107966348A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-27 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种青稞中重金属元素检测的快速前处理方法 |
| CN113210413A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-08-06 | 贵州省土壤肥料研究所(贵州省生态农业工程技术研究中心)(贵州省农业资源与环境研究所) | 一种设施农业土壤重金属镉和连作障碍修复的方法 |
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-
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| Title |
|---|
| 王虎 等: "中药材中重金属及微量元素质控标准物质的研制和测定方法的研究", 《光谱实验室》, vol. 25, no. 4, 31 July 2008 (2008-07-31), pages 757 - 761 * |
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