聚氯乙烯糊树脂中镉含量的测定

丁月秋 刘红

摘 要：本文提出一种采用微波消解处理样品，电感耦合等离子体发射光谱仪测定聚氯乙烯糊树脂及共聚物中镉含量的方法。关键词：微波消解;高效;准确

Abstract：A method for the determination of cadmium in polyvinyl chloride （PVC） paste resin and copolymer by inductively coupled plasma emission spectrometry （ICP-AES） is presented in this paper.

Keywords： Microwave digestion; efficient; accurate

前言：聚氯乙烯糊树脂主要应用生产人造革、瓶盖垫、壁纸、地板面层及玩具等领域，与人们生活密切相关。若糊树脂中含有重金属镉，加工过程中重金属可能从材料溶出，或随着表面材料的脱落而被误食进入人体，因镉的毒性较大，极易造成对人体伤害。测定糊树脂中的镉，是无法将聚氯乙烯糊树脂直接进样的，必须先消解样品，因此测定的关键是样品消解方法。本文提出采用微波消解法制备样品，解决了样品消解难题，使待测样品完全分解，转变为溶液，再以电感耦合等离子体发射光谱仪测定镉光谱强度，根据光谱强度定量糊树脂及共聚物中镉含量的方法。

1方法原理

称取一定量样品粉末，采用微波消仪消解样品，消解液由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体中被充分蒸发、原子化、电离激发，发射出所含元素的特征谱线， 根据谱线强度与被测元素浓度关系进行定量检测。

2仪器、试剂和材料

（1）仪器。电感耦合等离子体发射光谱仪：美国PE公司Avio200。微波消解仪：上海新仪MASTER-18，配有聚四氟乙烯消解管。分析天平：精度为0.1mg。（2）试剂和材料。硝酸（HNO3）：优级纯。硝酸溶液（5+95）：量取50ml硝酸，加入950ml水中，混匀。镉元素标准储备液（1000mg/L），采用经国家认证并授予标准物质证书的标准储备液。聚乙烯容量瓶：50 ml、100 ml、1000ml A级。移液管：1ml、10ml。高纯氩气：纯度≥99.999%。

3分析步骤

3.1试样的消解

称取约100mg（精确至0.1mg）的试样粉末，置于聚四氟乙烯消解管中，加入10ml硝酸混匀，待反应产生的酸雾散尽后，将消鲜管封闭并按照程序（见表1）进行消解。

消解管冷却至室温，将消解液转移至50ml容量瓶中，用少量硝酸溶液（5+95）洗涤内管和内盖，将洗涤液并入容量瓶，用水定容。

3.2试样的测定

（1）电感耦合等离子体发射光谱仪工作条件，见表2。

（2）标准溶液的制备。镉标准中间液（1.00mg/L）：吸取镉标准儲备液1.0ml于1000ml容量瓶中、加硝酸溶液（5+95）至刻度，混匀。镉标准使用液：分别吸取镉标准中间液（1.00mg/L）0.0ml，0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.8ml、1.0ml于100ml容量瓶中，加硝酸溶液（5+95）至刻度，混匀，此镉标准系列溶液的浓度分别为0.0µg/L、1.0µg/L、2.0µg/L、4.0µg/L、8.0µg/L、10.0µg/L。（3）标准曲线的制作。依次测定试剂空白和由低浓度到高浓度标准使用液中镉信号强度，扣除试制空白后，根据镉含量与其信号强度绘制标准曲线。（4）样品的测定。分别测定消解后样品空白溶液和试样溶液中镉的信号强度，根据上述标准曲线计算镉的含量。（5）结果计算。试样中的镉含量按下式计算：式中：X（Cd）─样品中镉的含量，单位为毫克每千克（mg/kg），C1─待测试液中镉的含量，单位为微克每升（µg/L），C2─ 空白溶液中镉的含量，单位为微克每升（µg/L），V─试样定容体积，单位为毫升（ml），m─取样量，单位为克（g）。

4结果讨论

（1）精密度试验。按上述方法规定处理样品，同一样品浓度连续测定7次，计算相对标准偏差RSD为6.0%。（2）加标回收率。分别向样品中添加相当于待测组分含量0.5-2倍标准品，回收率为86%-119%。（3）方法检出限测定。按照样品分析的全部步骤，重复7次空白试验，计算7次平行测定的标准偏差，计算方法检出限MDL=3.143×0.16=0.5µg/l，适用于检测重 金属镉大于1.0mg/kg的糊树脂样品。

5样品前处理 - 微波消解法条件选择及优点

（1）微波消解法条件选择。样品消解目的：样品消解目的就是最终将基质完全分解，使待测物完全转变为溶液，同时要避免待测物的损失和污染，尽量避免额外的繁琐操作。样品量和消解体系的选择：在满足检测要求的情况下，样品量越少越好，本试验证明样品量为0.1g，浓硝酸10ml 时，可得到澄清消解液，满足分析要求。微波消解器温度压力时间选择： 温度和压力是消解中最重要的参数，决定了消解效果的好坏，但过高温度和压力也会增加安全隐患。通过镉检测结果的相对标准偏差，加标回收率及消解时间等因素考虑，最佳条件为三阶程序升温，最终温度210℃，保持30分钟，最高压力低于3.0MPa，样品可完全消解。（2）微波消解法优点。微波消解对比传统消解法具有以下优点：加热升温快，消解效率高， 降低了劳动强度，传统的消解试样需3-6小时，本方法微波消解只需50分钟，由于消解速度加快，分析时间短，降低了劳动强度，提高了工作效率。溶剂用量少，空白值低，重复性好。密闭消解酸不会挥发损失，也避免了样品消解过程损失及样品之间的相互污染、外部环境的污染，因此， 用酸量少，降低了试剂干扰，空白值小，结果的重现性好。改善了工作环境。传统的电热板上煮酸，尽管有通风柜，但环境中仍有大量酸雾。不仅分析人员深受其害，也腐蚀了实验室内其他设备。密闭消解器的使用有效改善了分析人员的工作环境。

结论：本方法提出的微波消解样品，避免了挥发损失和样品的沾污， 以电感耦合等离子体发射光谱仪测定镉含量，由于其光源具有良好的稳定性，受样品基体的影响小，因此该测定方法具有良好的精密度和准确度， 能准确测定聚氯乙烯糊树脂及共聚物中镉含量。