离子色谱法测定无卤化

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1、氧弹燃烧—离子色谱法测定电子产品中卤素陈山丹，陶冠红*收稿日期2009年8月4日、修订日期：2010年2月23日。作者简介：陈山丹（1985-），女，江苏高邮人，硕士研究生，主要从事痕量环境污染物的分析研究。联系人：陶冠红，教授，电话：13092614400；E-mail:taogh@suda.edu.cn。(苏州大学材料与化学化工学部，苏州215123)摘要：建立了氧弹燃烧-离子色谱法测定电子产品中卤素的方法。样品在充满氧气的密闭系统（氧弹）内燃烧，含卤素化合物分别转化为氟化物、氯化物和溴化物等，吸收液吸收后，采用离子色谱法测定吸收液中F-、Cl-和Br-，从而获得电子产品中卤素的浓度。

2、F-、Cl-和Br-的检出限分别为4.0、5.6和20.5μg/L。关键词：离子色谱法；氧弹燃烧；卤素；电子电器；测定卤素通常可作为阻燃剂、制冷剂、溶剂、有机化工原料、农药杀虫剂、漂白剂和羊毛脱脂剂等，目前氯和溴作为最常用的阻燃剂广泛应用于电路板、连接器及其他常见电子电器产品中[１]。被卤化的材料具有高热抵抗功能，能够降低材料燃烧的几率。但是，此类材料在燃烧时会产生有毒化学物质，如HCl和HBr等酸性气体以及二噁英和呋喃类等剧毒化合物[1]。因此，欧盟及一些国家相继制定了一系列无卤化相关法令、法规，限制卤素在电子产品中的使用（氯化物<900mg/L；溴化物<900mg/L；总卤<1500m

3、g/L，这与国际电工委员会的规定大致相同[2]。目前测定电子产品中卤素的方法主要有电感耦合等离子体原子发射光谱法，但成本较高，其他离子影响较大；X荧光光谱仪测定准确性不高，仅供筛分使用。本工作采用氧弹燃烧进行样品预处理，然后用离子色谱法[3]进行测定，以达到产品无卤化控制的要求。本方法所需样品少，前处理简单，污染小，且测定时间短，成本低，适合电子电器及其他产品中卤素的快速测定。1试验部分1.1.仪器与试剂Metrohm-861型离子色谱仪和Metrohm-813型自动进样器；氧弹燃烧仪；KQ5200DB型数控超声波清洗器；无机滤膜：13mm×0.45μm。碳酸钠、碳酸氢钠为优级纯；F-、C

4、l-、Br-标准溶液（1000mg/L）；氧弹吸收液：水；其他试剂均为分析纯，试验用水为超纯水。51.1.离子色谱条件流动相：1.8mmol/LNa2CO3+1.7mmol/LNaHCO3淋洗液；再生液：H2SO4（0.5+99.5）；流量：1.0mL/min；进样体积20μL；MetrosepASupp4色谱柱；MetrosepASupp4/5保护柱（250/4.0mm）。1.2.试验方法1.3.1.样品制备在氧弹内加入约10mL吸收液，称取样品0.2-0.5g至坩埚中，将其放于坩埚架中，并连接好镍铬燃烧丝，充氧，闭合电路点燃样品，然后在水浴中冷却至室温。将溶液转移至100mL容量瓶中，

5、用去离子水彻底冲洗氧弹内壁及坩埚，转移至100mL容量瓶中，定容，脱气15min。采用0.45µm滤膜针式过滤器对样品进行过滤后进样。按上述步骤在坩埚中不加样品，制备样品空白。由于燃烧是在高温高压下进行，每次样品处理完毕后，少量氯元素会在氧弹内壁有残留，影响下个样品的测定，故内壁的清洗很重要。每次样品燃烧完毕后，必须用热的去离子水清洗氧弹，如果氯的含量较高，则可以用无水乙醇清洗后再用去离子水清洗，这样即可避免上次燃烧残留的影响，保证了实验的重复性。1.3.2标准溶液配制分别移取1000mg/LF-、Cl-、Br-的标准溶液10mL至100mL容量瓶中，配制成浓度为10mg/L混合标准使用液

6、，保存于冰箱中（4oC）备用，临用时稀释成所需浓度。分别注入离子色谱仪，记录色谱图，以峰面积为横坐标，质量浓度为纵坐标绘制F-、Cl-、Br-的标准曲线。2.结果与讨论2.1.淋洗液及其浓度、流速的选择按试验方法，分别对Na2CO3-NaHCO3、Na2CO3、NaOH等不同淋洗液进行试验[4]，结果表明：Na2CO3-NaHCO3淋洗液可有效地控制淋洗强度，实现不同保留离子的同时分析，因此，本试验选择Na2CO3-NaHCO3作为淋洗液。考察了Na2CO3-NaHCO3淋洗液浓度对结果的影响，结果表明：CO32-浓度对卤素离子的洗脱保留时间起主要作用[5]，在相同流速下改变淋洗液浓度只改

7、变被测离子的出峰时间，但对水负峰的位置影响不大，随着碳酸钠浓度减小，淋洗液强度也逐渐减弱，各离子的保留时间延后，分离度有一定提高，但是浓度过小会导致峰形展宽，分离度有所下降，本试5验最佳的淋洗液浓度为1.8mmol/LNa2CO3-1.7mmol/LNaHCO3。考察了淋洗液的流量对试验结果的影响，结果表明：淋洗液流速的变化不仅可以改变被测离子的保留时间，还影响水负峰的位置[6]，随着淋洗流速减小，被测离子及水负峰的出峰