(國(guó)家紡織品服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，廣州 510220)

無(wú)機(jī)納米材料TiO2添加到纖維或天然紡織品中, 可以制備出無(wú)毒、耐高溫、防輻射、抗靜電、防紫外線(xiàn)等功能纖維制品[1-3]。近年來(lái)，對(duì)含納米TiO2的功能纖維產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)已成為紡織行業(yè)的熱點(diǎn)，TiO2的添加量成為衡量纖維品質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)。納米TiO2在聚酯纖維中主要用作消光劑[4]，改善聚酯纖維紡織品的光澤和透明度。聚酯纖維按TiO2添加量的多少可分為大有光、半消光和全消光3類(lèi)[5]，且各類(lèi)消光產(chǎn)品價(jià)格相差較大。目前，TiO2含量的測(cè)定還沒(méi)有建立相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)TiO2含量測(cè)定方法的研究將對(duì)聚酯纖維產(chǎn)品質(zhì)量的控制及產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的確定具有重要的意義。

其其格等利用干濕法消解方式對(duì)乳液和乳粉進(jìn)行消解，測(cè)定TiO2含量[6]。筆者利用ICP-MS對(duì)聚酯纖維中TiO2含量進(jìn)行測(cè)定，比較了采用微波和濕法兩種不同的消解方式對(duì)TiO2含量測(cè)定結(jié)果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

ICP-MS聯(lián)用儀:Agilent 7500CX型,美國(guó)安捷倫公司；

濃硫酸、濃硝酸、30%H2O2：分析純；

超純水：Mili-Q超純水系統(tǒng)制備的三級(jí)水；

內(nèi)標(biāo)溶液：Sc，濃度為50 ng/mL，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心，采用在線(xiàn)加入法；

鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg/mL，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

聚酯纖維貼襯：中國(guó)紡織科學(xué)研究院。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

將1.1中的鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋10倍作為標(biāo)準(zhǔn)工作液，標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度為100 μg/mL。分別移取0.1、0.2、0.5、1、2、5、10 mL鈦標(biāo)準(zhǔn)工作液，置于100 mL容量中，稀釋、定容至刻度。

1.4 質(zhì)控樣品的準(zhǔn)備

移取0.1 mL 1 000 μg/mL的鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液置于100 mL容量瓶中，稀釋定容，作為質(zhì)控樣品，此質(zhì)控樣品的濃度為1 μg/mL。

1.5 樣品濕法前處理

稱(chēng)取約0.250 0 g(精確至0.000 1 g)樣品置于高腳燒杯中，加入8 nL濃H2SO4，置于電熱板上加熱，至樣品完全炭化后，降低電熱板功率，向其中加入5 mL 30%H2O2至樣品溶液完全澄清，繼續(xù)加熱10 min，取下燒杯置于通風(fēng)廚中自然冷卻后，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，稀釋、定容，待測(cè)。

1.6 樣品微波前處理

稱(chēng)取約0.250 0 g(精確至0.000 1 g)樣品置于消解罐中，加入5 mL濃H2SO4和3 mL濃硝酸，置于微波消解儀中，按如下程序消解： 5 min升溫至100℃，再用5 min升溫至180℃，保持20 min，待溫度降至50℃以下即可取出。將消解液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，稀釋、定容，待測(cè)。

1.7 ICP-MS測(cè)定條件

射頻功率：1 500 W；等離子氣流速：15 L/min；載氣流速：0.34 L/min；補(bǔ)償氣流速：1.0 L/min；輔助氣流速：1.0 L/min；泵轉(zhuǎn)速：0.1 r/s；霧化室溫度：2℃；He工作模式;反應(yīng)池氦氣流速：4.0 mL/min；Spectrum數(shù)據(jù)采集模式；定性質(zhì)荷比：m/z47、48、49、50；定量質(zhì)荷比：m/z47；內(nèi)標(biāo)選用Sc 45。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)工作曲線(xiàn)

配制鈦系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度分別為0.1、0.2、0.5、1、2、5、10 μg/mL，以標(biāo)樣CPS值與內(nèi)標(biāo)CPS值的比值y對(duì)濃度x進(jìn)行回歸分析，得線(xiàn)性回歸方程為y=1.396x+0.030 3(r2=0.999 9)。可見(jiàn)在0.1～10 μg/mL范圍內(nèi)，y與濃度x呈良好的線(xiàn)性關(guān)系。

2.2 重現(xiàn)性試驗(yàn)

分別利用濕法和微波法得到的最優(yōu)消解條件對(duì)樣品進(jìn)行消解，重現(xiàn)性試驗(yàn)共測(cè)試7個(gè)平行樣品，通過(guò)計(jì)算7個(gè)樣品中TiO2含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)評(píng)定測(cè)定方法的穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。

表1 濕法消解重現(xiàn)性試驗(yàn)結(jié)果

表2 微波消解重現(xiàn)性試驗(yàn)結(jié)果

由表1和表2數(shù)據(jù)比較可知，濕法消解和微波消解重現(xiàn)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值均小于5%，表明方法的重現(xiàn)性較好；但濕法消解的平均值為2 857.5 μg/g，大于微波消解的平均值2 599.2 μg/g，說(shuō)明濕法消解更有利于聚酯纖維樣品的消解。

2.3 方法檢出限

根據(jù)IUPAC的規(guī)定，檢測(cè)限用除待測(cè)元素以外的全部試劑作為空白，用3σ計(jì)算。本方法在儀器優(yōu)化的條件下，用與試樣同樣操作得到的試劑空白溶液連續(xù)測(cè)定20次。濕法消解3σ=0.001 212 6 μg/mL，方法檢出限為4.0 μg/g；微波消解3σ=0.002 838 μg/mL，方法檢出限為9.5 μg/g，可見(jiàn)濕法消解樣品可得到更低的檢出限。

2.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別利用濕法和微波對(duì)樣品消解，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)濃度及測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

表3 濕法消解加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

表4 微波消解加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

由表3和表4可知，濕法消解加標(biāo)回收率范圍為84.82%～98.42%，平均值為94.20%，微波消解加標(biāo)回收率范圍為82.04%～104.13%，平均值為87.76%，可見(jiàn)平均加標(biāo)回收率濕法消解高于微波消解。

3 結(jié)語(yǔ)

濕法消解的檢出限比微波消解的低，濕法消解平均測(cè)定值大于微波消解，同時(shí)加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果也證明，濕法消解更有利于TiO2的消解，可實(shí)現(xiàn)對(duì)TiO2含量的準(zhǔn)確測(cè)定。

[1] 魏紹東，夏林勝. 納米TiO2的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 化工科技市場(chǎng)，2005，28(2)：7-11.

[2] 沈國(guó)良，寧桂玲. 納米TiO2在功能纖維中的應(yīng)用[J]. 遼陽(yáng)石油化工高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2001，17(4)：1-4.

[3] 鄧樺，張紀(jì)梅，李秀明，等. 納米二氧化鈦多功能織物整理劑的制備與性能[J]. 紡織學(xué)報(bào)，2006，27(3)：92-94.

[4] 程小霞，陸兆仁，袁琴華. 納米TiO2在功能紡織品中的應(yīng)用[J]. 山東紡織科技，2005(4)：46-48.

[5] GB/T 14190-2008 纖維級(jí)聚酯切片(PET)試驗(yàn)方法[S].

[6] 其其格，常建軍，劉衛(wèi)星. 一種檢測(cè)乳液和乳粉中二氧化鈦含量的方法：中國(guó)，101644678A[P]. 2010-02-10.