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皮革中鎘含量的陽極溶出伏安極譜法測定

【標    題】:

皮革中鎘含量的陽極溶出伏安極譜法測定


【作者單位】:

山東濟寧東盛電子儀器有限公司


【內容摘要】:    皮革制品因其耐用性、高貴性、魅力性以及卓越的衛生性能,極譜儀而一直受到消費者的青睞。然而隨著科學技術的發展,皮革制品中的有毒材料越來越引起人們的關注,重金屬像六價鉻、硒、鉛和鎘對人們的健康將造成重要的危害。    鎘是眾所周知的有毒金屬,而且它在人體內是積蓄性的,因此世界各國對日用品中的鎘含量都有嚴格的規定。在皮革制品中,鎘的主要來源是生產過程中使用的染化藥劑及其它污染。由于皮革制品中的鎘可以通過汗漬進入人體,因此歐盟對皮革中的鎘含量一般要求小于 10mg/kg,目前我國對皮革制品中鎘含量的檢測方法還沒有相應的標準,文獻報道也 [更多詳細]

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【正文內容】:     皮革制品因其耐用性、高貴性、魅力性以及卓越的衛生性能,極譜儀而一直受到消費者的青睞。然而隨著科學技術的發展,皮革制品中的有毒材料越來越引起人們的關注,重金屬像六價鉻、硒、鉛和鎘對人們的健康將造成重要的危害。
    鎘是眾所周知的有毒金屬,而且它在人體內是積蓄性的,因此世界各國對日用品中的鎘含量都有嚴格的規定。在皮革制品中,鎘的主要來源是生產過程中使用的染化藥劑及其它污染。由于皮革制品中的鎘可以通過汗漬進入人體,因此歐盟對皮革中的鎘含量一般要求小于 10mg/kg,目前我國對皮革制品中鎘含量的檢測方法還沒有相應的標準,文獻報道也極少。目前,皮革制品中鎘含量的測定一般采用的是火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法,這 2 種方法不僅繁瑣、耗時長,而且檢測限相對較高。相比前2 種方法而言,陽極溶出伏安極譜法以其靈敏度高、檢測快速、操作簡便、檢出限低、選擇性好,且能對多種痕量元素進行準確分析的優點受到廣大研究人員的青睞,成為測定重金屬離子含量常用的分析手段之一。本研究中利用微波消解的方法消解皮革中的有機物,然后采用懸汞滴定的方式利用伏安極譜儀的汞電極把鎘離子 - 緩沖溶液吸附并富集,從而測定出鎘的含量。
    1 試驗部分
    1. 1 儀器和試劑MS - 8 微波消解儀、ZD - 2 自動電位滴定儀、797 VA Computrace( Metro-hm) 極譜儀。
    試驗用電極: 工作電極( 懸汞電極) ,參比電極( 銀/氯化銀電極) 和鉑輔助 電 極。250μL 、100μL、50μL、10μL 微量進樣器。鎘粉 ( 99. 999%) ,從中國醫藥。硝酸、雙氧水、草酸銨、氯化銨、鹽酸、氯化鉀緩沖溶液。以上試劑均為分析純。試驗用水均為高純水,高純氮氣純度為99. 999% 。1g / L 鎘 標 準 溶 液: 稱 取 純 鎘( 99. 999%) 0. 1g 以少量 HCl( 1∶1,v/v) 加熱溶解,冷卻后移入 100mL 的容量瓶中,以高純水稀釋,搖勻。1mg / L 鎘標準溶液: 用微量進樣器量取 100μL 鎘溶液( 1g/L) ,轉移至100mL 的 容 量 瓶 中,用 配 制 好 的0. 01mol / L 的鹽酸溶液定容。草酸銨 - 鹽酸 - 氯化銨緩沖溶液: 取 35. 5g 草酸銨,18. 7g 氯化銨,31. 6mL 鹽酸,用溫水將其溶解,轉移至 1L 容量瓶中,用高純水定容。
    1. 2 樣品前處理
    由于伏安極譜法測定要求樣品中沒有有機物,因此,在測定皮革中的鎘含量之前,必須將皮革中的有機物徹底分解,本試驗采用微波消解的方法處理皮革樣品。將皮樣剪成 2mm ×2mm 的小皮塊,混合均勻。精確稱量0. 20g 樣品于聚四氟乙烯的消解罐中,加入 5mL 硝酸和 2mL H2O2蓋好貼有防爆膜的塞子,準確而對稱地將消解罐放入微波消解儀中。然后設定如表 1 所示的檔位進行微波消解。將消解液從聚四氟乙烯消解罐中轉移至50mL 的燒杯中,并用高純水少量多次沖洗,放在電爐上加熱,使硝酸揮發,當體積減小到 0. 5mL 左右時,轉移至50mL 容量瓶中,定容備用。
    1. 3 極譜條件
    準確移取 10mL 樣品于儀器電解池中,加入 5mL 混合緩沖電介質溶液,立即通入高純氮氣( 鋼瓶2 次出口壓力0. 14 至 0. 15MPa) 除氧 300s,富集時間為60s,平衡時間為 10s,采用 2 次標準加入法,以 -0.8V 為起始電位,-0. 5V為終止電位進行電位掃描測定。
    2 結果與討論
    2. 1 檢測條件優化
    2. 1. 1 富集時間的選擇
    根據陽極溶出伏安極譜法的原理,富集時工作電極的電位選擇在被測物質的極限電流區域,金屬離子在汞電極表面還原形成金屬汞齊,因電極表面積很小,經較長時間富集后電極表面汞齊中金屬的濃度相當大。溶出時,是以快速的陽極化電位掃面方式,汞齊中的金屬迅速地被氧化,從而產生尖峰狀的溶出電流曲線。本試驗取 10μg/L 的鎘標準溶液,選擇不同的富集時間,分別測定鎘標液的峰高值2 次后取平均值,試驗結果見圖 1。由圖 1 可以看出: 隨著富集時間的增加,峰值也隨之增加。富集時間太短,峰高值小,不利于檢測限的提高; 但是富集時間太長,會使檢測時間增加,降低分析工作效率。綜合考慮圖 1 中的試驗結果,試驗中選擇了 60s作為試驗中的富集時間。
    2. 1. 2 pH 值的確定
    選用 100μg/L 的鎘標準溶液,加入緩沖溶液,通過加鹽酸或者氨水來調節 pH。改變 pH 值,測定不同 pH 值時的峰高值( 2 次結果的平均值) ,結果見圖 2。由圖 2 可以看出: 當 pH 值在1.6~ 1. 7 時,峰值達到最高,因此,在試驗中選擇緩沖液和樣品溶液的混合液的最佳 pH 值為 1. 65 ±0. 01。
    2. 2 線性關系
    基于上述試驗結果,設定富集時間 60s、氮氣脫氧時間 300s,然后分別檢測濃度在 0. 2 ~ 1、2 ~ 10 及 20 ~100μg / L 3 個濃度范圍下的標準曲線,并分別計算線性相關系數( R2) ,結果如表 2 所示。從表中的 R2值可看出,濃度和峰高呈現良好的線性關系。取稀釋好的 5μg/L 的鎘標準溶液10mL,置于試驗杯中。加入 5mL 緩沖溶液,參數設置為: 富集時間 60s,氮氣脫氧時間 300s。重復測試 8 次,計算出的相對標準偏差為 1. 9%,小于常規分析試驗中要求的 10%,表明本試驗方法的精密度高。
    3 結 論
    本試驗采用微波消解 - 伏安極譜法,對皮革中的鎘含量分析方法進行了研究。通過對測定條件的優化,設定的方法具有準確可靠、簡便快速和靈敏度高的特點。用此方法測得皮革樣品中的鎘含量為 0. 053mg/kg。回收率試驗顯示采用該方法的回收率在97. 3% ~ 107. 1% 之間。對樣品的檢測結果較為滿意,可用于皮革中鎘含量的測定。
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