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在样品溶液中的这些内标元素的存在应该在能被忽略的。Sc,In,Tb,Lu,Re,Rh,Bi和Y可能被当做内标元素。
2)采用ICP-OES,推荐Sc或者Y。推荐的浓度是:1000mg/l。 3)采用ICP-MS,推荐Rh。推荐的浓度是:1000ug/l。
没有精确定义这个方法中所用每一种试剂的毒性。然而,每一种化合物都须被当做对健康有害的物质来对待。从这个观点出发,推荐无论使用什么方法都要尽可能低的暴露化合物。
制备方法包括使用强酸,它具有腐蚀性及造成灼伤。操作酸时,应佩戴实验服,手套和防护眼镜。
硝酸放出的有毒气体,通常在通风橱中进行消解,及向样品中加酸,因为可能释放出有毒气体。
需要用有效地烟雾排出系统从等离子区抽出废气。
使用氢氟酸时需要采取特殊的预防方法,如HF解毒胶(含2.5%葡萄糖酸钙的水溶性胶)用于HF灼伤皮肤的紧急处理。
当利用ICP-MS方法的时候,分析等级试剂可能被用作一个可选择性的例外。
5 仪器
5.1 一般情况
通常情况,无论被分析的样品是什么类型,用于收集和储存的玻璃容器都是痕量分析的关键部分。由于Pb、Cd、Cr的分析技术的灵敏度,每个制样步骤都必须被非常小心的执行。所有用于制样、储存和操作的设备都应该是不含有害金属的。所有的玻璃容器应在室温下用10%的硝酸(4.2c)2)浸泡24小时,然后用水(4.2a)冲洗干净。
5.2 仪器
以下是被用到的设备
a) 分析天平:精确度达到0.0001g
b) 耐氢氟酸的样品导入系统:该系统的样品嵌入部分和吹焰器已做了耐氢氟酸的处理。
c)氩气:气体纯度高于99.99(v/v)。 d) 乙炔气:气体纯度高于99.99%(v/v)。
e) 玻璃器皿:所有的玻璃器皿在使用前都应该用10%(v/v)的硝酸清洗: 1) 长颈烧瓶:100mL;
2) 烧杯:如100 mL ,200 mL, 500 mL等;
3) 容量瓶:如50 mL,100 mL,200 mL,500 mL,1000 mL等;
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如果合适,具有可接受的精密度和准确度的其它类型的容量设备也可以代替容量瓶使用。
4) 移液管:如1 mL,5 mL,10 mL,20 mL等; 5) 表面皿。
f)铂坩埚:50 mL,100 mL等; g)瓷坩埚:50 mL,100 mL等;
h)PTFE/FPA(聚四氟乙烯(PTFE)/有侧链的聚四氟乙烯(FPA)设备:所有 设备在使用前用10% 的硝酸(4.2c)2)清洗: 1)烧杯:如100 mL,200 mL,500 mL等; 2)烧杯盖;
3)容量瓶:如100 mL,200 mL,500 mL等;
i)微量吸移管:如10uL,100 uL,200 uL,500 uL,1000 uL等;
j)容器:用于存放标准溶液和校准溶液,容器应该是由高密度聚乙烯(PE-HD) 制成或者是PFA瓶子。
K)为了超痕量的测定,容器应由PFA或FEP制成。在选用任一种容器时,使 用者必须确认所选容器的适用性。 l)电热板或热砂浴。
m)马弗炉:可在550±25℃保持恒温。 n)本生喷灯或相似的煤气喷灯
o)王水消解:消解装置应配备一个时间和温度的控制单元,一个加热恒温调节 器,一套容器,每个容器配备冷却回流和吸收装置。
P)微波消解系统,装有样品固定器和聚四氟乙烯/特氟龙(PTFE/TFM)或全氟 烷氧基聚合物/特氟龙(PFA/TFM)或其它碳氟化合物材料的高压容器。对于 用于单独实验室的专门的模型和微波设备,制造商有许多安全和操作规范。 分析人员需要查阅专门的设备手册、制造商和文献,以便对微波设备和容器 进行适当而安全的操作。 q)耐热的隔热板
r)玻璃纤维过滤器(硼硅玻璃):孔径0.45um和一个适当的过滤杯。 s)电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES) t)电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) u)原子吸收光谱仪(AAS) v)原子荧光光谱仪(AFS)
6 制样
6.1 通则
依据国际标准,能够被用作替代的不同方法需要用不同的、大量的样品来获得符合要求质量的结果。一般适当的做法是,先从最高数量的样品选择适合的过程。
对于电子产品,在用化学消解粉末前要用适合的机械手段(如磨,铣、磨切)将样品破坏。为了确保在取样阶段样品具有代表性,要求起初的大量样品具有特定的粒径(见IEC62321-2)。
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样品处理后,建议马上分析含水样品溶液。如果这是不可能的,强烈推荐一个适当的、稳定的解决方案,并且在室温条件下储存不超过180天。
6.2 试验部分
6.2.1 聚合物
采用酸消解法,经研磨,研磨或切割的400mg样品准确称量至0.1mg级别。采用干灰化法,或密闭系统酸分解时,经研磨,研磨或切割的200mg样品准确称量至0.1mg级别。
6.2.2 金属
称量1g样品并精确至0.1mg,置于一个玻璃烧杯中,,当使用氢氟酸(4.2e)时置于一个PTFE/PFA烧杯中(5.2h)1)。若用AFS,称样量应为0.2g。
6.2.3 电子装置
用王水消解时,称取2g粉碎试样(最大粒径:250um)并精确至0.1mg。若用微波方法消解,应称取200mg粉碎试样(最大粒径:250um)并精确至0.1mg。
7 步骤
7.1 聚合物
7.1.1 通则
根据章节6描述的程序、方法,把样品预先剪开或磨碎到一个适合的尺寸。根据特殊的方法准备测试溶液、样品数量可能有所不同,这一条款有详细描述。测试溶液可能由干灰化法或用诸如硝酸、硫酸消解样品来得到。酸消解可以在一个密闭的微波消解罐中进行。根据特定元素的存在,这一条款中给出详细的消解程序。有关这些元素的存在的信息或许已经从筛选试验中获得。最后,消解溶液中的Pb、Cd和Cr由ICP-OES,ICP-MS或用AAS来测定。在用AFS的情况下,测定前消解溶液中的Pb和Cd应被另外特别处理。
7.1.2 干灰化方法
当样品中不含卤素化合物时(该信息可从预先的筛选试验中获得),应采用以下步骤:
a) 将称好的样品放在坩埚(5.2 g))中,坩埚置于耐热绝热板(5.2 q))的孔中。 b) 用喷灯(5.2 n))平缓的加热坩埚(5.2 g)),盖子适当通风,注意样品没被点燃。 c)当样品被分解成一个焦块,逐渐加温直到挥发的分解产物已被充分排出,最后只留下干的碳质残渣。
d)将坩埚(5.2 g))及里面的物质移入550±25℃「27」的马弗炉(5.2 m)),炉门
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稍微打开以提供足够的空气来氧化碳。
e)继续加热至碳完全氧化,得到干净的灰烬。
f)将坩埚(5.2 g))及里面的物质从炉(5.2 m))中取出,并冷却至室温。对于使用AFS,详见7.1.2)
g)加入5mL硝酸(4.2 c) 1)),将制得溶液移至50mL容量瓶(5.2 e) 3))中,并加水(4.2 a))至刻度,这就是浓缩的样品溶液。对于每一种仪器,浓缩的样品溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标(4.2 w)),那么内标应在加满之前加入。以50的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入500uL内标(4.2 w))。
h) 转移最终的溶液至100mL的容量瓶(5.2 h)3))并用水(4.2 a))定容至刻度。移取其中2.50mL溶液至100mL烧杯(5.2 e)2))中,将烧杯防治在电加热板(5.2 l))上,低温加热直到液体被彻底蒸干。用一些水(4.2 a))冲洗烧杯内壁,另外再加入1.0mL(用于测得Cd)或1.5mL(用于测得Pb)的盐酸(4.2 d)2)) 溶液。轻微加热溶解烧杯中的盐分,将溶液冷却至室温,并转入一个50mL容量瓶(5.2 h)3))中。容量瓶中的溶液将分别用下面的步骤来处理: -对于测定Pb,用水(4.2 a))稀释至刻度并摇匀。
-对于测定Cd,假如样品在没有被铜、铁、锌、镍等污染的情况下,往容量瓶中加入1.0mL钴溶液(4.2 u))和5.0mL硫脲溶液(4.2 s))。如果溶液被外来的金属污染,则用10.0mL的掩蔽剂2(4.2 t)2))代替5.0mL硫脲溶液(4.2 s)),用水(4.2 a))定容至刻度并摇匀。
当样品中含有相当量的卤素化合物时(该信息可从预先的筛选实验中获得),应采用以下步骤:
i)称量好的样品放在坩埚(5.2 g)中。 j)加入5mL到15mL的硫酸(4.2 b)1)),然后将坩埚(5.2 g)及里面的物质放在电热板或砂浴(5.2 l))上缓慢加热,直到塑料融化并变黑。
k)冷却后加入5mL硝酸,并继续加热直到塑料完全降解并产生白烟。
l)冷却后将坩埚(5.2 g)放入恒温在550±25℃的马弗炉(5.2. m)中,样品被蒸发,干燥和灰化,直到碳被完全的焚化。
m)灰化后加入5mL硝酸(4.2 c) 1)),将制得溶液移至50mL容量瓶(5.2 e) 3))中,并加水(4.2 a))至刻度。这就是浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的样品溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以50mL的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入500uL内标(4.2 w))。 任何样品遗留物都应用离心机或滤纸将它们分离。残渣应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。
注意:这个方法不适用于碳氟化合物。
7.1.3 酸消解方法
此方法仅适用于测定Cd和Cr,不适用于测定Pb,因为硫酸会生成PbSO4沉淀而造成Pb的损失。
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a) 将称量的样品放入长颈瓶(5.2 e)1))。加入5mL硫酸(4.2 b.1))和1mL硝酸(4.2 c)1)),然后加热长颈瓶直到样品灰化并产生白烟。停止加热,加入少量(约0.5mL)硝酸(4.2 c)1)),然后继续加入直到白烟产生。重复以上加热和用硝酸(4.2 c)1))消解的过程,直到消解后的溶液变成浅黄色。
b) 冷却样品数分钟。加入少量过氧化氢(4.2 k)),一次几毫升,然后再次加次加热直到产生白烟。冷却后将溶液移入100mL容量瓶(5.2 e) 3)),并加水(4.2 a))至刻度。得到溶液时浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的每一种溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以50mL的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入1000uL内标(4.2 w))。
c) 当一般的消解方法不足以消解或样品中含有相当量的Si、Zr、Hf、Ti、Ta、Nb、W等(该信息可从预先的筛选实验中获得),应采用以下步骤: -- 将称量的样品放入长颈瓶。加入5mL硫酸和1mL硝酸,然后加热长颈瓶直到样品灰化并产生白烟。停止加热,加入少量(约0.5mL)硝酸(4.2 c)1)),然后继续加入直到白烟产生。重复以上加热和用硝酸(4.2 c)1))消解的过程,直到消解后的溶液变成浅黄色。
-- 冷却样品数分钟。加入少量过氧化氢,一次几毫升,然后再次加次加热直到产生白烟。冷却后,将溶液移入PTFE/PFA烧杯(5.2 h)1)),加入5mL HF(4.2 e)),并加热容器直到产生白烟。加入硼酸(4.2 j)),形成付络合离子化合物以保护石英矩管(如果没有耐酸试样导入系统可供使用)。冷却后,将溶液移入100mL PTFE/PFA容量瓶(5.2 h)3)),并加水(4.2 a))至刻度。得到溶液时浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的每一种溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以100mL的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入1000uL内标(4.2 w))。
d) 任何样品遗留物都应用离心机或滤纸将它们分离。残渣应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。
注意:此方法不适用于AFS。
7.1.4 微波消解法
a) 将称量的样品放入微波消解罐,加入5mL硝酸,添加少量起催化作用的量(比如0.1mL到1mL)过氧化氢(4.2 k))来促进有机物的完(4.2 c)1))全氧化。罐子用盖子盖上,放置在一个微波消解装置(5.2 p))中。样品在微波炉中按照预先制定的程序进行消解。冷却样品,对于AFS,按7.1.2 h)执行,对于ICP-OES、ICP-MS或AAS,将溶液移入50mL容量瓶(5.2 e) 3)),并加水(4.2 a))至刻度。得到溶液时浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的每一种溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以50的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入500uL内标(4.2 w))。
b) 当一般的消解方法不足以消解或样品中含有相当量的Si、Zr、Hf、Ti、Ta、Nb、W等(该信息可从预先的筛选实验中获得),应采用以下步骤:
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