AAS测定聚合物材料中的铅和镉 ROHS测式方法及测试标准Word文档下载推荐.docx
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f）ISO5725系列：
测试方法和结果的准确性（真实性和精确性）
g）JISK0116：
原子发射光谱的一般规则
h）JISK0133：
高频等离子体质谱的一般规则
i）ISO3856-4：
1984：
对Cd的分析方法
j）ENISO5961：
1995：
对Pb和Cd的分析方法
k）BCR-680和BCR-681（聚乙烯中的Cd和Pb）
l）VDA参考材料（聚乙烯中的Cd；
4种浓度级别）
3术语和定义
a）电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）（-OES）：
用高频等离子体将样品进行雾化和离子化，然后测定样品中所含目标元素的方法。
测量受激发的原子或离子发射的能量，发射的能量的波长对应于样品中的特定元素。
b）电感耦合等离子体－质谱（ICP-MS）：
通过用高频等离子体将样品进行离子化的方法测定样品中所含目标元素。
用质谱测定产生的离子，从而可以得到目标元素的质/荷比（m/z），从而进一步分析元素或其同位素。
c）原子吸收光谱（AAS）：
通过采用空气-乙炔火焰来喷雾和激发样品以及测量获得的原子吸收线的吸收的方式来测定样品中目标元素的方法。
d）光谱界面：
由其光谱线接近目标元素光谱线的原子或离子导致的干扰或由其质荷比接近目标元素质荷比的原子或多原子离子导致的干扰。
前一种干扰发生在ICP/AES（-OES）或AAS方法中，它是由光谱的重叠引起的；
后一种干扰发生在ICP/MS方法中，它是由质谱的重叠引起的。
e）记忆效应：
由以前在高频等离子体光谱仪或随带设备上分析含有目标元素的样品或标准校正溶液而引起的现象，且与目前分析物中的目标元素特征光谱产生部分重叠。
f）检测样溶液：
用于测量的样品。
g）校准标准溶液：
含有一定浓度待测物的溶液，它可用来做校准曲线。
h）校准空白溶液：
组成与不含待测物的校准用标准溶液相同的溶液。
i）内标元素：
加在具有相同浓度的校准用标准溶液、校准用空白溶液和样品溶液中的元素。
这些元素的加入是为了调节分析仪器的使用过程中的非谱线干扰和随时间产生的变化。
j）实验室空白试剂：
一个试剂水或其它空白基体。
用处理样品的方法处理该试剂水或其它空白基体，并用分析方法进行测试，其目的是为了测定实验室、设备和试剂的污染或其它干扰（包括与玻璃器皿和其它设备的接触、添加溶剂或试剂）。
k）读取设备：
在ICP/AES（-OES）和AAS中，发射强度与目标元素的浓度成比例；
或在ICP/MS中离子电流与目标元素的质荷比成比例。
l）检测限：
当对校准空白样进行连续10次的测量，发现对于原子谱线（ICP/AES（-OES）和AAS）的强度和选择的质荷比（ICP/MS）的强度或背底强度能够产生三倍于标准的偏差时的浓度。
m）分辨率：
光谱仪能够分辨两个非常临近谱线的能力。
n）质量控制：
为了保证数据可靠性而进行的使分析结果符合额定标准的程序。
4仪器/设备和材料
4.1仪器/设备
a）ICP/AES（-OES）：
仪器组成如下：
样品支架、等离子喷枪、连接电路、离子透镜、质量分离器、光学单位、探测器、控制系统和数据输出装置。
b）ICP/MS：
样品支架、稳弧剂、连接电路、离子透镜、质量分离器、探测器、真空容器、控制系统和数据输出装置。
c）AAS：
一个单槽燃烧器头、中空的阴极灯、探测器、数据处理器和控制系统。
d）耐氢氟酸的样品容器：
该容器的样品嵌入部分和吹焰器已做了耐氢氟酸的处理。
e）氩气：
气体纯度高于99.99％（体积分数）。
f）乙炔气：
g）天平：
精度为0.1mg量级。
h）玻璃器皿：
所有的玻璃器皿在使用前都需用体积分数为10％的硝酸清洗。
长颈烧瓶：
100ml
烧杯：
100ml，200ml等
容量瓶：
50ml，100ml，200ml等
移液管：
1ml，5ml，10ml，20ml等
漏斗
表面皿
坩埚：
50ml，150ml等
i）白金坩埚：
j）瓷坩埚：
比如50ml，150ml等
k）PTFE/PFA（聚四氟乙烯/有侧链的聚四氟乙烯）器材：
所有器材在使用前都需用体积分数为10％的硝酸清洗。
100ml，200ml，500ml等
l）微量吸移管：
10µ
l，100µ
l，200µ
l等
m）容器：
用于存放标准溶液和校准用标准溶液
用于元素浓度分析的普通容器，由高密度聚乙烯制成；
用于超示踪量级测定的容器应由聚四氟乙烯（PFA）或氟化乙丙烯（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。
n）电热板或热砂浴
o）马弗炉：
可在450±
25℃保温。
p）本生喷灯或相似的煤气喷灯
q）微波消解系统
警告：
对于用于个人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，以便对微波设备进行适当而安全的操作。
r）微波消解器：
100ml等
s）耐热绝热板
t）纸过滤器
5试剂
为了在痕迹量级测定元素，试剂必须具有极高的纯度。
与被测定的最低浓度相比，那些分析物或试剂、水中的干扰物质的浓度是可以忽略的。
a）水：
ISO3696：
1987中指定的等级为1、用于所有样品溶液的制备和稀释的水。
b）硫酸：
ρ（H2SO4）＝1.84g/ml，95％
c）硝酸：
ρ（HNO3）＝1.40g/ml，65％
d）过氧化氢：
ρ（H2O2）＝1.10g/ml，30％
e）盐酸：
ρ（HCl）＝1.19g/ml，37％
f）氢氟酸：
ρ（HF）＝ISO40≈42%；
JIS46≈48％
g）硼酸（HBO3）
h）铅浓度为1000µ
g/l的标准溶液
i）镉浓度为1000µ
j）内标溶液
将使用不干扰目标元素的内标元素。
而且样品溶液中内标元素的含量必须在可以忽略的量级。
Sc，In，Tb，Lu，Re，Rh，Bi和Y可以用来作内标元素。
使用ICP/AES（-OES）时，推荐使用Sc或Y；
使用ICP/MS时，推荐使用Rh。
内标元素的浓度通常为1000µ
g/l。
在这个方法中，没有精确定义每一种需使用的试剂的毒性。
然而，每一种化合物都须被当作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。
制备方法包括了强酸的使用，这些强酸是腐蚀品，并会导致灼伤。
处理这些酸的时候必须穿戴实验服、手套和安全眼镜。
硝酸会挥发有毒蒸汽。
因为存在有毒气体释放的可能性，所以在消解和向样品中添加酸的操作通常在通风橱中进行。
从等离子体中产生的废气应该由烟雾回收系统排走。
在使用氢氟酸时需要特别的预防措施。
6样品制备
6.1测试部分
为了获得需要的结果，可以根据标准来选用不同的分析手段，而分析手段不同，则所需样品的数量也不同。
通常建议开始时选用最大量的样品。
更进一步的考虑将发现其风险。
对于湿酸消解法，用于研磨、碾磨或切削的400mg样品应精确测量到0.1mg量级；
对于干灰化法或酸消解封闭系统，用于研磨、碾磨或切削的200mg样品应精确测量到0.1mg量级。
6.2试液的制备
6.2.1干灰化法
a）当样品中不含卤素化合物时（该信息可从预先的筛选实验中获得）：
将称量好的样品放在坩埚中，坩埚置于耐热绝热板的孔中。
然后平缓加热坩埚，为了适当通风，加热是在一个通风柜的燃烧室中进行的，同时注意样品没有被点燃。
当样品已被消解成一个焦块，逐渐加温直到挥发的消解产物已被充分排出，最后只留下干的碳质残渣。
然后将坩埚及其里面的物质移入450±
25℃的马弗炉，炉门不紧闭以提供足够的空气来氧化碳。
再后，将坩埚及其里面的物质从炉中取出冷却至室温。
加入5ml硝酸，将合成溶液移至容量瓶中，并加水至50ml。
这个合成溶液是浓缩的样品溶液。
对每一种仪器，浓缩的样品溶液都可以用来稀释成相应浓度的溶液。
如果使用了内标，那么内标物必须在加水之前加入：
以50ml的最后体积为参考，对于ICP-AES和ICP-MS分别是加入500µ
l和500nl的内标，其中内标物必须在加水之前加入。
b）当样品中含有卤素化合物时（该信息可从预先的筛选实验中获得）：
称量好的样品被放在坩埚中。
加入10到15ml的硫酸，然后将坩埚及其里面的物质放在电热板或砂浴上缓慢加热，直到塑料熔化并变黑。
再后加入5ml硝酸，并继续加热直到塑料完全降解并产生白烟。
c）冷却后，将坩埚放入保温在450±
25℃的马弗炉中，样品被蒸发，干燥和灰化，直到碳被完全地燃烧。
灰化后，加入5ml硝酸，然后将合成溶液移入50ml容量瓶中，并用水加至50ml。
对每一种仪器，浓缩的样品溶液都可以用稀释成相应浓度的溶液。
如果使用了内标，那么内标必须在加水之前加入：
l和500nl的内标，其中内标必须在加水之前加入。
d）如果有样品遗留物，用离心机或滤纸将它们分离。
为确定目标元素缺失，残渣必须用合适的测量手段（如：
XRF）来检测。
注释：
这个方法不适用于氟碳化合物。
见章节12.1
6.2.2湿酸消解法
该方法只用于对镉的测定。
因为在使用硫酸时，会由于生成硫酸铅而导致铅损失，所以该方法对铅的测定不适用。
a）样品在烧瓶中进行测量。
在其中加入5ml硫酸和1ml硝酸，然后加热直到样品灰化并产生白烟。
停止加热，加入少量硝酸（约0.5ml），然后继续加热直到白烟产生。
重复以上加热和用硝酸消解的过程，直到消解后的溶液变成浅黄色。
b）然后冷却样品数分钟。
加入少量过氧化氢（一次几毫升），再次加热直到产生白烟。
冷却后，将溶液移入100ml容量瓶，并加水至100ml。
以100ml的最后体积为参考，对于ICP-AES和ICP-MS分别是加入1000µ
l和1000nl的内标，而且内标必须在加水之前加入。
当消解不完全或样品中含有二氧化硅、钛等时（该信息可从预先的筛选实验中获得）：
将称量的样品放入烧瓶。
加入5ml硫酸和1ml硝酸，然后加热直到样品灰化并产生白烟。
然后冷却样品数分钟。
加入少量过氧化氢（一次几毫升），然后再次加热直到产生白烟。
冷却后，将溶液移入氟烃树脂管。
再加入5ml氢氟酸，并加热此管直到产生白烟。
可以加入硼酸来实现氟化物的络合以保护石英的等离子喷枪（此时没有防酸的样品支架可供使用）。
这个合成液是浓缩的样品溶液。
l和1000nl的内标（12.5j），其中内标必须在加水之前加入。
d）如果有样品遗留物，用离心机或滤纸将它们过滤。
6.2.3用于酸消解的封闭系统
a）将称量的样品放入微波消解管中，加入5ml硝酸。
可以添加少量或是能够起催化作用的量（比如0.1到1ml）的过氧化氢来促进有机物的完全氧化。
消解管用盖盖上，放置在一个微波消解装置中。
样品在微波炉中按照预先制定的程序进行消解。
冷却后，将溶液移入50ml容量瓶，并加水至50ml。
l和500nl的内标，而且内标必须在加水之前加入。
只有在知道样品的活性成分时才能添加过氧化氢。
过氧化氢可与易氧化材料发生快速而猛烈的反应。
当样品中可能含有大量易氧化有机成分时，不要添加过氧化氢。
b）当消解不完全或样品中含有二氧化硅、钛等时（该信息可从预先的筛选实验中获得）：
将称量的样品放入微波消解管。
加入5ml硝酸和1ml氢氟酸。
可以添加少量或起催化作用的量（比如0.1到1ml）的过氧化氢来促进有机物的完全氧化。
c）如果有样品遗留物，用离心机或滤纸将它们过滤。
EDXRF）来检测。
6.3实验室试剂空白液的制备
制备程序与样品制备相同，只是此时溶液中不含样品。
7测试步骤
通常，应该假设样品是由未知成分组成。
这样的话，推荐使用内标法（强度比较法）。
如果必要，可以使用标准添加物。
如果没有干扰物或样品成分已知，则可以运用校准曲线法。
在任何情况下，酸都应该调成样品的浓度。
7.1校准溶液的制备
制备校准用空白溶液和三种校准标准来作校准溶液。
逐渐稀释每一种标准元素溶液后，将每种元素都含有0-100µ
g的稀释的标准溶液移入100ml的容量瓶中。
接下来，就内标法而言，对内标溶液来说适量的试剂的添加，能够获得与那些现存样品溶液相同的试剂浓度。
所配置的溶液是校准标准溶液的混合液。
7.2校准曲线的制定
采用分光计来定量分析。
一些按照7.1获得的溶液被乙炔焰或空气焰喷入氩等离子体中。
当样品溶液含有氢氟酸时，必须使用不受氢氟酸腐蚀的样品容器。
a）ICP/AES（-OES）
测定目标元素的发射强度的读数，如果需要，内标元素的发射强度的读数也能被测定。
在校准曲线法中，显示了目标元素的发射强度与它们浓度关系的曲线被作为校准曲线来制定。
在内标法中，显示了目标元素强度与浓度关系（与内标元素有关）的曲线被作为校准曲线来制定。
推荐的波长和干扰元素已在附录的表13中给出。
b）ICP/MS
测定目标元素的质荷比读数，如果需要，内标元素的质荷比读数也能被测定。
在校准曲线法中，显示了目标元素质荷比强度与其浓度关系的曲线被作为校准曲线来制定。
基于数据定义的质荷比可见章节9，表11。
c）AAS
测定目标元素的吸收强度读数。
在校准法中，显示了目标元素吸收强度与浓度关系的曲线被作为校准曲线来制定。
波长可以在章节9表12中选择，这些波长是典型的元素测量波长。
在共存物质的干扰下，则须使用任意的不会干扰校准范围的波长，或者必须用适当的方法调整干扰体积。
7.3样品的测试
在作出校准曲线后，就可以测试试验空白试剂和样品溶液了。
如果样品浓度比浓度曲线高，那么溶液应该稀释到校准曲线的范围并进行再次测试。
测试精度要用标准物质，校准液等在规定间隔（如每10个样品一次）内进行核对。
如果必要的话，则需重新作出校准曲线。
如果样品稀释到校准浓度范围，那么必须保证稀释样品溶液中内标物的浓度要与标准液相协调。
7.4计算
在7.3中测量的浓度是在样品溶液中每种元素的浓度。
这些浓度可以用方程算出：
镉或铅（μg/g）=（A1—A2）V/m
式中，A1是样品溶液中每种目标元素的浓度，单位为mg/l；
A2是实验室试剂空白液中每种目标元素的浓度，单位为mg/l；
V是样品溶液的总体积（根据采用的特定稀释方法的不同而不同），单位为ml；
m是测量的样品质量，单位为g。
8方法评估
IECTC111WG3工作小组抽选的实验室做出合适的数据后，该方法的精密度和准确度、检测限以及任何确保测定数据准确的操作或方法改进都将会及时更新。
9附录
9.1ICP/AES（-OES）
表10：
镉和铅波长的光谱干扰
表中列出了Cd和Pb在引入1000ppm的基体元素时所对应的干扰波长强度
+表示没有或少量的干扰（具体的指少于0.05ppm）
++表示中等干扰（具体的指介于0.05ppm和0.2ppm之间）
+++表示强干扰（具体的指大于0.2ppm）
9.2ICP/MS
如果发现表中所列的同位素，那么可以用大量同位素所测量的质/荷比来评估光谱的干扰水平。
如果样品中含有锡或是钼，那么必须注意其在对镉测量时出现的正干扰。
表11：
一些质荷比的范例
9.3AAS
推荐的AAS测量波长
表12：
AAS波长的例子
元素
波长/nm
狭缝宽度/nm
Cd
228.8
0.7
Pb
261.4
217.0
283.3
光源：
无极放电灯或空心阴极灯，气体类型：
乙炔/空气
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