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基于ICP-MS测定聚丙烯腈纤维的铋含量

发布时间:2024/7/31点击次数:34

        聚丙烯腈纤维,在我国被命名为腈纶纤维,其以聚丙烯腈为主,或占其质量分数85%以上的丙烯腈和含羧基或磺酸基等可离子化的乙烯基化合物制成。具有高的强度性能、抗晒、鲜艳的色泽、易上色、蓬松、手感舒适、抗虫蛀等优良性能,故也被赞美称之为人造羊毛。作为重要的一种合成纤维,可以根据使用的需求,进行单一纯纺,如100%纯纺的腈纶织物,手感舒适柔软、色泽艳丽、耐用,适用于制作女装。或与棉、蚕丝等天然纤维混纺,也可与其他人造纤维混纺。混纺织物具有结实耐用、面料光滑、柔软,其被广泛应用于家纺、服装各域[1-6]。生产腈纶所用的原料为石油经过裂解产生的副产物丙烯,由于聚丙烯腈共聚物化学结构特性因素,不能像其他合成纤维那样进行熔融纺丝,而是采用溶液纺丝。纺丝可采用干法,该法纺丝速度快,一般适用于纺制仿真丝织物;也可用湿法纺丝,湿法纺丝适合纺短纤维,因其蓬松柔软特性,适用制仿毛织物。

在制备聚丙烯腈时,通常需用铋盐作为催化剂。在体内,铋以硫化铋沉淀在组织里,引起局部溃疡,甚至坏死。铋大多存在于肾脏,可出现严重肾炎,其中以肾小管上皮细胞的损害重,肝亦可累及。重金属铋随着生产工艺,部分被带入至聚丙烯腈纤维产品后被人们使用,不少作为与人体皮肤直接接触产品,需对其所含的重金属铋及钼进行检测跟踪,质量把关。

目,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定聚丙烯腈纤维中重金属铋含量尚未见报道,本方法对样品经适合的方法处理后,对其所含的重金属铋采用内标法进行测定,为相关产品质量监测提供技术支撑。

1.    试验

1.1试剂与仪器

试剂:铋标准溶液1000mg/L;硝酸。

仪器:微波消解仪;原子荧光光谱仪;电感耦合等离子体质谱仪(上海美析仪器有限公司);超纯水机。

1.2分析参数

主要工作参数为:RF发射功率1600W,蠕动泵转速32r/min,雾化器流量1.5L/min,辅助气体流量1.2L/min,扫描次数3次,氧化物小于2.5%,双电荷小于3%

2.    结果与讨论

2.1处理条件

称取约0.5g(精确至0.1mg)不同批号的样品进行微波消解处理,试剂采用5mLHNO3。待消解完成后赶酸处理,将赶酸后的消解液转移至50L容量瓶中,用2%稀硝酸溶液定容,摇匀待测,同时做样品空白试验。

2.2测定方法

以内标法进行检测,BiIn为内标。因铋无同位素引起的质谱干扰,检测模式选择标准模式即可,选用的检测模式及同位素见表1


2.3方法的线性及范围

通过01.54.07.019.0μg/L5个质量浓度水平的线性回归方程来考察方法的线性,得到Bi的线性方程为:y=7.019x+0.000,线性相关系数R0.9998,相关谱图见图1

2.4Bi方法检出限及定量限

设定仪器参数,调谐使氧化物小于2.5%和双电荷小于3%达到要求通过后,对空白溶液连续进行11次测定,以测定结果的3倍相对标准偏差、10倍相对标准偏差结合取样量、定容体积计算出方法检出限、定量限分别为0.0040.013mg/kg

2.5方法的加标回收

1.03.06.0μg3个不同质量的加标测定回收率。经计算得加标回收率分别为95.6%91.1%96.4%,结果见表2。由表2可知,各加标质量下回收率大于90%,结果较好。

2.6方法准确度

选用3个不同质量浓度的国家标准物质,按本方法进行测定,计算得Bi实测值与标准值进行比对,验证方法的准确性,结果见表3

2.7聚丙烯腈纤维中Bi质量分数

分别取6个不同批次聚丙烯腈样品经微波消解后,定容至50.0mL,采用ICP-MS测定,再用AFS进行验证,采用ICPMSAFS检测结果进行比对,检测结果的相对标准偏差RSD均在10%以内,进一步验证了检测方法的可靠性。具体结果见表4

3.    结论

线性质量浓度为0~19μg/LICP-MS方法得到较好的线性,R0.9998,检出限为0.004mg/kg,定量限为0.013mg/kg3个质量水平的加标回收率均在90%以上,并且经过3个不同质量浓度标准质控样进行验证,结果均在标准值范围内,确保了此方法的准确性。经过原子荧光分光光度计检测,与电感耦合等离子体质谱仪测试结果RSD小于10%,进一步验证了检测方法的可靠性。采用本方法检测6个不同批次聚丙烯腈纤维样品,其质量分数为0.08~3.31mg/kg

方法来源:[1]程羽君,濮杨,宗祥,.基于ICP-MS测定聚丙烯腈纤维的铋含量[J/OL].染整技术,1-3[2024-07-26].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1420.TQ.20240725.1009.002.html.

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