張 亮

（江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州225009）

1 實(shí)驗(yàn)部分

微波消解是近年來愈來愈流行的實(shí)驗(yàn)室樣品的前處理方法，該方法具有消解快、無損失、污染少等特點(diǎn)，在微量元素的檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用[4]。

1.1 儀器及主要工作條件

1.1.1 儀器設(shè)備

采用的儀器設(shè)備為美國熱電iCAP6300 型ICP儀、同軸玻璃氣動(dòng)霧化器、旋流霧化室MWS-3 型微波消解系統(tǒng)（德國Berghof 公司）、韓國human 超純水器、石英坩堝、電熱板、容量瓶（50 mL、100 mL）、移液管（1 mL、2 mL）。

1.1.2 儀器參數(shù)

儀器參數(shù)為RF 功率：1 150 W；輔助氣流量：0.5 L/min；NEB GAS：0.25 MPa；泵速：50 r/m。

1.1.3 測(cè)定元素的分析譜線和積分時(shí)間的選擇

在儀器工作條件下，選擇沒有干擾，并且信背比最大的譜線為分析譜線。 測(cè)定元素的分析譜線見表1，積分時(shí)間均為5 s。

表1 測(cè)定元素的分析譜線

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和試劑

鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液為1 000 mg/L（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心），試劑為高純硝酸。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法為（1）低標(biāo)：分別移取鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL 于100 mL 容量瓶中， 用5%硝酸溶液定容至刻度（鉛、鎘、汞均為10 μg/mL）；高標(biāo)：分別移取鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液2 mL 于100 mL 容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度（鉛、鎘、汞均為20 μg/mL）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

稱取約0.5 g 環(huán)氧樹脂，裝入消解罐中，加入高純濃硝酸6 mL，放置30 min，加入2 mL 雙氧水，裝好防爆膜，蓋緊蓋子，先按照表2 程序預(yù)熱，再按照表3 程序消解。

表2 預(yù)熱程序

表3 消解程序

樣品消解后，將消解液移至石英坩堝，用電熱板低溫加熱至小體積（1 mL 左右）后，用5%硝酸溶液清洗，并將溶液全部移入50 mL 容量瓶中。 同時(shí)，做空白試驗(yàn)。

1.3.2 工作曲線

以1.1.2 列出的儀器參數(shù)和表1 所示的分析譜線，先以配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)量鉛、鎘、汞的強(qiáng)度值，擬合工作曲線，鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)濃度和強(qiáng)度見表4，其工作曲線見圖1、圖2 和圖3，標(biāo)準(zhǔn)曲線法需保證標(biāo)樣和試樣的基體一致， 本方法同采用5%硝酸溶液為基體。

由圖1、圖2 和圖3 可見，鉛、鎘、汞元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性圖R2均大于0.999 5，線性較好。

2 結(jié)果和討論

2.1 儀器工作條件的優(yōu)化

2.1.1 微波消解的條件選擇

對(duì)MWS-3 型微波消解系統(tǒng)， 當(dāng)設(shè)定溫度過高或者稱樣量過多時(shí)，容易發(fā)生爆罐現(xiàn)象，因此，實(shí)驗(yàn)前，首先要確定最佳樣品稱量質(zhì)量和最佳的最高溫度。 通過正交試驗(yàn)，確定最佳樣品稱量質(zhì)量大致為0.5 g，再通過反復(fù)試驗(yàn)得到環(huán)氧樹脂消化完全的最佳條件。由于溫度過高會(huì)對(duì)微波消解罐產(chǎn)生損傷，盡量使最高溫度降低。在環(huán)氧樹脂樣品處理過程中，加入高純濃硝酸后放置30 min，能夠使消解反應(yīng)平和，而加入雙氧水，既可以增加氧化性，又可以去除消解過程中多余的NO2。

2.1.2 儀器發(fā)射功率的選擇

采用10 μg/mL 的鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，在950～1 350 W 進(jìn)行發(fā)射功率的選擇。 測(cè)定的信號(hào)隨著功率的上升而增加，但背景值也有所增加，為了保護(hù)儀器的功率管，采用1 150 W 的功率。高頻功率對(duì)強(qiáng)度的影響見圖4。

2.1.3 輔助氣流量的選擇

采用濃度為10 μg/mL 的鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，在流量0.5～1.5 L/min 下，進(jìn)行輔助氣流量選擇。 輔助氣流量對(duì)強(qiáng)度的影響見圖5。

由圖5 可見，輔助氣流量對(duì)強(qiáng)度影響不大，輔助氣為0.5 L/min 時(shí)信號(hào)略強(qiáng)，因此，采用0.5 L/min 的輔助氣流量。

2.1.4 霧化壓力的選擇

采用濃度為10 μg/mL 的鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，在壓力0.15～0.30 MPa 下進(jìn)行霧化壓力選擇。 霧化壓力對(duì)強(qiáng)度的影響見圖6。

由圖6 可見，增大霧化壓力，信號(hào)值增大，但霧化壓力大于0.25 MPa 時(shí)增幅不大。 因此，采用的霧化壓力為0.25 MPa。

2.2 酸度的影響

因硫酸對(duì)測(cè)定的負(fù)影響比較顯著，樣品消解用到硝酸，主要討論硝酸濃度對(duì)測(cè)定的影響。 配制不同硝酸濃度的鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度均為10 μg/mL，進(jìn)行測(cè)定，不同酸度對(duì)強(qiáng)度的影響見圖7。

由圖7 可見，隨著硝酸濃度的升高，其強(qiáng)度略有下降，所以，本實(shí)驗(yàn)選擇體積分?jǐn)?shù)5%硝酸介質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。

2.3 測(cè)定元素的檢出限

連續(xù)測(cè)定空白11 次，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3 倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為強(qiáng)度值從標(biāo)準(zhǔn)曲線上計(jì)算檢出限，其數(shù)據(jù)見表5。

表5 檢出限數(shù)據(jù)

從表5 可見， 鉛、 鎘、 汞元素的檢出限分別為12、5、15 μg/mL，能夠滿足RoHS 中鉛、鎘、汞的測(cè)定要求。

2.4 精密度試驗(yàn)

對(duì)一個(gè)試樣溶液進(jìn)行10 次測(cè)定，試樣的測(cè)定結(jié)果和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Rsd）見表6。

表6 試樣中鉛、鎘、汞的分析結(jié)果及精密度

從表6 可見，試樣中鉛、鎘、汞的測(cè)定平均值分別為0.064、0.019、0.045 μg/mL， 其10 次測(cè)定的Rsd小于1.0%，精密度不錯(cuò)。

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別向試樣中加入0.5 μg/mL 鉛、鎘、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。 鉛、鎘、汞的加標(biāo)回收率分別為103.2%、97.2%、93.4%，數(shù)據(jù)見表7。

表7 加標(biāo)回收數(shù)據(jù)

從表7 可見， 鉛、 鎘、 汞的加標(biāo)回收率分別為103.2%、97.2%、93.4%，其中，汞的加標(biāo)回收率偏低，原因是汞在常溫下容易揮發(fā)。

3 試樣的測(cè)定結(jié)果

環(huán)氧樹脂采用微波消解的測(cè)定結(jié)果見表8。

表8 環(huán)氧樹脂的測(cè)定結(jié)果 μg/mL

4 結(jié)論

用微波消解前處理環(huán)氧樹脂， 采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法快速測(cè)定RoHS 指令中鉛、鎘、汞元素的含量，較好地解決了在樣品濕法前處理過程中，Hg 有部分揮發(fā)損失以及樣品處理完全，沒有不溶物，無需過濾并用適當(dāng)?shù)膬x器確定殘?jiān)惺欠窈写郎y(cè)元素的問題。 本方法優(yōu)化條件為RF 功率1 150 W、輔助氣流量0.5 L/min、霧化氣壓力0.25 MPa、泵速50 r/m，鉛、鎘、汞元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2均大于0.999 5，其檢出限分別為12、5、15 ng/mL， 樣品10 次測(cè)定的Rsd均小于1.0%，標(biāo)準(zhǔn)回收率分別為103.2%、97.2%、93.4%。