亚洲AV永久无码国产精品综合,黄色动作一级视频

如何測(cè)定高純石墨中鉛的含量

嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2023-11-10 17:28

高純石墨具有高強(qiáng)度、高密度、高化學(xué)穩(wěn)定性、高導(dǎo)電率、耐高溫、耐磨、易加工等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于軍工、電子、航空航天等高精尖技術(shù)領(lǐng)域。高純石墨中微量的雜質(zhì)成分會(huì)對(duì)其產(chǎn)品性能有很大的

影響，因此對(duì)高純石墨的純度要求越來(lái)越高，也對(duì)其雜質(zhì)元素的定量分析提出了較高要求。鉛是高純石墨中雜質(zhì)元素之一，也是影響人類健康的重金屬元素之一，可通過(guò)職業(yè)接觸和生活接觸進(jìn)入人體并產(chǎn)生毒害。

目前，關(guān)于高純石墨中鉛含量的測(cè)定尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)方法。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3521—2008《石墨化學(xué)分析方法》僅規(guī)定了石墨產(chǎn)品中水分、揮發(fā)分、灰分、硫、固定碳和酸溶鐵含量的分析方法。冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 4590—2017《硅材料用高純石英制品中雜質(zhì)含量的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》推薦了硅材料用高純石墨制品中鋁、鈣、銅、鐵、鉀、鎂、鈉、磷、砷、鋅、鎳、鉻、硼共13種雜質(zhì)元素含量的測(cè)定方法，并不包含鉛元素。建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 2571—2020《高純石墨中微量元素測(cè)定方法》給出了高純石墨中鋁、鋇、鈣、鐵、鎂、錳、鎳、硅、鈉、鈦、釩、鋅12種元素的測(cè)定方法，也不包含鉛元素。

由于石墨本身具有高化學(xué)穩(wěn)定性，使用傳統(tǒng)的濕法和微波都不能消解完全，樣品前處理多采用熱解爐、馬弗爐等進(jìn)行高溫灰化，再用酸消解灰分，最后以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法 (ICP-AES)測(cè)定,耗時(shí)均在4h以上，甚至超過(guò)10h。而超聲提取是高效、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代技術(shù)手段，超聲波的空化作用和熱效應(yīng)都可以使待測(cè)鉛元素以金屬離子的形式快速、高效進(jìn)入到提取劑中。

石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)具有靈敏度高、選擇性好、儀器成本低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各類樣品中低含量鉛的測(cè)定，如鐵礦石、糧食、中藥等。將超聲提取與GFAAS結(jié)合的方法已經(jīng)成功用于測(cè)定五味子、茶葉、人發(fā)等樣品中微量的鉛元素。

本工作提出了超聲提取-GFAAS測(cè)定高純石墨中鉛含量的方法，前處理簡(jiǎn)單、快速，樣品提取時(shí)間僅為20min。與馬弗爐高溫灰化法相比，這不僅大大縮短了樣品處理時(shí)間，而且所用儀器設(shè)備成本低，也為高純石墨中其他微量雜質(zhì)元素含量的測(cè)定提供了方法支持。

1、試驗(yàn)方法

稱取高純石墨樣品置于聚丙烯樣品管中，準(zhǔn)確移取15ml10%(體積分?jǐn)?shù)，下同)王水(體積比為3∶1的鹽酸-硝酸混合液，俗稱王水)溶液，旋上蓋子，搖勻后放在超聲波清洗器中超聲提取20min。提取完畢后冷卻至室溫，此時(shí)會(huì)有部分石墨漂浮于液面上，用注射器吸取樣品管中部的提取液約3mL，過(guò)水系濾膜后收集在樣品管中，搖勻，按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)制備樣品空白并測(cè)定。

2、結(jié)果與討論

2.1 提取方法的選擇

試驗(yàn)對(duì)比了超聲提取、電熱板加熱提取、微波提取和水浴提取等4種提取方法的效果，每種提取方法均制備7個(gè)平行樣品，并進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量為0.5mg·kg-1。在4種提取方法下，鉛的測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)和回收率見(jiàn)表1。

表1 提取方法對(duì)鉛測(cè)定結(jié)果的影響(n＝7)

結(jié)果表明：采用電熱板加熱提取時(shí)，平行樣品測(cè)定值的RSD較大，可能是因?yàn)樘崛∵^(guò)程中石墨樣品粉末會(huì)沿著玻璃錐形瓶?jī)?nèi)壁逐漸上移，同時(shí)也有部分樣品會(huì)附著在玻璃內(nèi)壁上，從而導(dǎo)致平行樣提取率的差異；而采用水浴提取、超聲提取和微波提取時(shí)，采用了聚丙烯樣品管，提取過(guò)程中樣品并未沿著管內(nèi)壁上移，因而平行測(cè)定效果都較好；采用水浴提取和微波提取時(shí)，鉛的回收率均偏低，水浴提取的回收率僅為40.0%~50.0%，微波提取的回收率為65.0%~80.0%。因此，試驗(yàn)選擇超聲提取樣品。

2.2 超聲提取條件的選擇

2.2.1 提取劑

為了考察王水溶液的體積分?jǐn)?shù)對(duì)石墨中鉛超聲提取率的影響，選取了體積分?jǐn)?shù)分別為5%，10%，20%，30%，40%，50%的王水溶液作為提取劑，上機(jī)測(cè)定后繪制王水溶液體積分?jǐn)?shù)-吸光度曲線，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知：當(dāng)王水溶液的體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，測(cè)量的吸光度稍低；當(dāng)王水溶液的體積分?jǐn)?shù)為10%和20%時(shí)，測(cè)量的吸光度相差不大；繼續(xù)增大王水溶液的體積分?jǐn)?shù)，測(cè)量的吸光度有所下降?？紤]到酸度對(duì)環(huán)境和石墨管壽命的影響，試驗(yàn)最終選擇10%王水溶液作為提取劑。

2.2.2 提取時(shí)間

以10%王水溶液15mL作為提取劑，考察了超聲提取時(shí)間(0，5，10，15，20，25，30min)對(duì)鉛提取率的影響。結(jié)果表明：隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，超聲提取率逐漸提高；當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到20min時(shí)，提取率趨于恒定。因此，試驗(yàn)選擇超聲提取時(shí)間為20min。

2.3 灰化溫度和原子化溫度的選擇

在原子化溫度為2000℃時(shí)，探討了灰化溫度(700，800，900，1000℃)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果表明：隨著灰化溫度的提高，測(cè)量的吸光度逐漸增大；當(dāng)灰化溫度為900℃時(shí)，測(cè)量的吸光度最大；灰化溫度繼續(xù)提高，測(cè)量的吸光度下降。因此，試驗(yàn)最終選擇灰化溫度為900℃。隨后，在灰化溫度為900℃時(shí)，探討了原子化溫度(1700，1800，1900， 2000，2100，2200，2300℃)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果表明：在1700，1800℃條件下，鉛元素峰形稍有拖尾；在1900℃條件下測(cè)量的吸光度要稍低于2000℃；隨后繼續(xù)提高原子化溫度，吸光度逐漸減小。因此，試驗(yàn)最終選擇原子化溫度為2000℃。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測(cè)定下限

按照儀器工作條件測(cè)定鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，以鉛元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，鉛元素的質(zhì)量濃度在5~50μg·L-1內(nèi)與對(duì)應(yīng)的吸光度呈線性關(guān)系，線性回歸方程為y＝7.123×10-3x＋2.540×10-4，相關(guān)系數(shù)為0.9998。

按照試驗(yàn)方法連續(xù)11次測(cè)定空白標(biāo)準(zhǔn)溶液，以3倍的空白標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率(k)計(jì)算檢出限(3s/k)，按照0.3g稱樣量和15mL提取液體積計(jì)，結(jié)果為0.11mg·kg-1。以10倍的空白標(biāo)準(zhǔn)偏差s除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率k計(jì)算測(cè)定下限(10s/k)，結(jié)果為0.37mg·kg-1。

2.5 精密度與回收試驗(yàn)

取7份高純石墨樣品，按照試驗(yàn)方法測(cè)定，計(jì)算鉛測(cè)定值的RSD，結(jié)果為4.6%，說(shuō)明方法精密度良好。

取高純石墨樣品2＃，進(jìn)行0.25，0.50，1.00mg·kg-1等3個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收試驗(yàn)，每個(gè)濃度水平平行測(cè)定３次,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 回收試驗(yàn)結(jié)果