氧弹燃烧-ICP-OES测定塑料中的氯和溴

陶振卫;张娇;姚文全;李明霞;靳兰娇

【摘 要】Pretreated by oxygen bomb,the contents of Cl and Br in plastics were determined by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry（ICP-OES）.The detection limits of Cl and Br were 0.053 μg/mL and 0.030 μg/mL（the RSD were 1.09% and

0.97%）,respectively.The recovery rates for the five different plastics were in the range of 89.8%～102.9%.Compared with the ion chromatography（IC） results,the proposed method was accurate,and could be a facile route to the determination of Cl and Br in various plastics.%采用氧弹燃烧前处理,电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定了塑料中的氯和溴。在优化工作条件下,Cl和Br的检出限分别为0.053μg/mL和0.030μg/mL,相对标准偏差（n=6）分别为1.09%和0.97%,5种不同材质的塑料回收率为89.8%～102.9%。与离子色谱结果比对表明该方法具有良好的准确度,能快速实现各类塑料材料中氯和溴的测定。

【期刊名称】《广州化工》 【年(卷),期】2011(039)018 【总页数】2页(P106-107)

【关键词】卤素;电感耦合等离子体发射光谱法;氧弹燃烧;塑料 【作 者】陶振卫;张娇;姚文全;李明霞;靳兰娇

【作者单位】龙杰（苏州）精密工业有限公司检测中心,江苏吴江215200;龙杰（苏州）精密工业有限公司检测中心,江苏吴江215200;龙杰（苏州）精密工业有限公司检测中心,江苏吴江215200;龙杰（苏州）精密工业有限公司检测中心,江苏吴江215200;龙杰（苏州）精密工业有限公司检测中心,江苏吴江215200 【正文语种】中 文 【中图分类】O657.3

塑料是工业生产和日常生活中应用最广泛的材料之一，在塑料产品中添加氟、氯、溴、碘等卤素可以提高其燃点，从而实现阻燃效果。然而，这些含有卤素阻燃剂的塑料在实际使用中会给人体健康造成危害，含卤阻燃剂在燃烧时会释放出含有剧毒的二恶英和呋喃两种化合物，并容易使暴露在此环境下的人体患上癌症。因此，在欧盟颁布的WEEE和RoHS指令中明确规定在电子电气产品中禁用多溴二苯醚(PBDEs)及多溴联苯(PBBs)两类含溴阻燃剂，并在REACH法规中对多氯联苯(PCBs)、多氯三联苯(PCTs)、短链氯化石蜡(SCCP)、全氟辛烷磺酸(PFOS)等含卤物质做出了限制要求;除此之外，许多世界知名厂商亦对卤素做出了相应管控，并争相推广无卤产品，藉以提升其品牌形象以及产品的市场竞争力。

目前对于卤素的测定，主要通过离子色谱法［1－3］、离子选择电极法［4］、电位沉淀滴定法［5］以及分光光度法［6］来实现。由于大多数ICP光谱仪检测波长在165～800 nm范围内，而许多卤素的特征谱线则处于10～200 nm的远紫外光区，因此，利用ICP光谱仪来检测卤素通常被认为是件难以企及的事情。然而，随着近些年来仪器制造水平的发展，许多等离子体光谱仪的检测波长范围已扩展到130 nm的远紫外光区，这为检测卤素提供了可能性。本文介绍了使用ICP－OES对塑料样品中Cl、Br元素的测定，并与离子色谱进行测试对比。结果表明ICP－OES测定塑料中的Cl、Br具有操作简便、较高的灵敏度和准确度等优点，

该方法为今后电子电气产品中卤素的测定提供了一种新选择，具有一定的实际应用价值。

1.1 仪器电感耦合等离子体发射光谱仪，ARCOS，德国SPECTRO公司;氧弹燃烧仪，SLSY－15，南京桑力电子设备厂。 1.2 试剂

所用试剂均为优级纯，Cl、Br标准溶液购自美国Accustand公司，浓度均为1 000 μg/mL。所有实验用水均为超纯水(电阻率18.2 MΩ·cm)。 1.3 样品前处理

称取已粉碎的塑料样品0.1 g(精确至0.1 mg)于氧弹中燃烧，以15 mL超纯水为吸收液将燃烧产物充分吸收，吸收液和氧弹冲洗液经0.45 μm滤膜过滤后一并转至100 mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度线。每次样品燃烧前都做空白试验。 2.1 仪器参数优化 2.1.1 分析元素谱线

Cl、Br两种元素的灵敏线主要集中在130～160 nm的远紫外光区，通过比较该波长范围内两元素灵敏线的发射强度、信背比以及共存元素谱线干扰情况，最终选定最佳分析线为:Cl 134.724，Br 153.174。 2.1.2 发射功率

在其它参数不变情况下，观察功率在1 000～1 600 W范围内变化时Cl、Br发射强度的情况。实验结果表明两种元素的谱线强度均随着功率的提高而增强。但综合考虑到功率增大对于信背比以及炬管使用寿命的影响，选择1 500 W较为适宜。 2.1.3 雾化气流量

本文采用 2 μg/mL 的 Cl、Br标准溶液，分别考察了 0.5，0.6，0.7，0.8，0.9 L/min 的雾化气流量对其谱线强度的影响。结果表明:在0.5～0.8 L/min流量范围内，样品的谱线强度随着流量的增加而增强，但当雾化气流量超过0.8 L/min时，

谱线强度又开始降低，故选择雾化气流量为0.8 L/min。 2.1.4 辅助气流量

在0.5～1.0 L/min范围内，辅助气流量对 Cl、Br两元素谱线强度的影响并不明显，因而折中选择0.7 L/min的辅助气流量。 2.1.5 冷却气流量

冷却气流量的大小将会影响到等离子体火焰的稳定性，从而影响到检测灵敏度。从实验结果看，当气流量在11～13 L/min时，检测灵敏度差异微小，因此选择11 L/min的气流量可在保证检测灵敏度的同时节省冷却气体。 2.1.6 蠕动泵速度

实验以20～50 rpm的泵速进行观察，发现在30 rpm之前，检测灵敏度随泵速的提高略有提升，而此后由于泵速过快，溶液的雾化效率受到影响，反而造成检测灵敏度的下降，所以最佳的泵速选定为30 rpm。 2.2 校准曲线

用超纯水将 Cl、Br标准溶液稀释成 0.1 μg/mL、0.5 μg/mL、1.0 μg/mL、5.0 μg/mL 和 10.0 μg/mL 的系列标准参比溶液，在上述工作条件下进行测定，根据元素浓度与对应谱线强度的关系，求得线性回归方程及其相关系数(见表1)。 2.3 方法检出限和精密度

按上述测试方法对空白溶液测定10次，以其测定结果的标准偏差的3倍计算测定方法的检出限;另外分别对含有Cl和Br的塑料样品进行6次平行测定，计算其相对标准偏差，测定数据见表2。 2.4 回收试验

按上述前处理方法和测试条件，对5种不同的塑料样品(PVC、PBT、PE、ABS、LCP)进行了加标回收试验，Cl、Br两种元素的标准加入量在1～3 μg/mL范围内。另外，同时对相同样品通过离子色谱(IC)进行回收率验证，表3中所列数据显示这

两种方法测试结果基本一致。

本文采用氧弹燃烧－电感耦合等离子体发射光谱法测定了塑料中的氯和溴。该方法简便快速，结果准确可靠，为塑料制品及电子电气产品中卤素的测定提供了一种新选择。

【相关文献】

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