基于ICP-MS測定聚丙烯腈纖維的鉍含量
聚丙烯腈纖維,在我國被命名為腈綸纖維,其以聚丙烯腈為主,或占其質(zhì)量分數85%以上的丙烯腈和含羧基或磺酸基等可離子化的乙烯基化合物制成。具有高的強度性能、抗曬、鮮艷的色澤、易上色、蓬松、手感舒適、抗蟲(chóng)蛀等優(yōu)良性能,故也被贊美稱(chēng)之為人造羊毛。作為重要的一種合成纖維,可以根據使用的需求,進(jìn)行單一純紡,如100%純紡的腈綸織物,手感舒適柔軟、色澤艷麗、耐用,適用于制作女裝;蚺c棉、蠶絲等天然纖維混紡,也可與其他人造纖維混紡;旒徔椢锞哂薪Y實(shí)耐用、面料光滑、柔軟,其被廣泛應用于家紡、服裝各領(lǐng)域[1-6]。生產(chǎn)腈綸所用的原料為石油經(jīng)過(guò)裂解產(chǎn)生的副產(chǎn)物丙烯,由于聚丙烯腈共聚物化學(xué)結構特性因素,不能像其他合成纖維那樣進(jìn)行熔融紡絲,而是采用溶液紡絲。紡絲可采用干法,該法紡絲速度快,一般適用于紡制仿真絲織物;也可用濕法紡絲,濕法紡絲適合紡短纖維,因其蓬松柔軟特性,適用制仿毛織物。
在制備聚丙烯腈時(shí),通常需用鉍鹽作為催化劑。在體內,鉍以硫化鉍沉淀在組織里,引起局部潰瘍,甚至壞死。鉍大多存在于腎臟,可出現嚴重腎炎,其中以腎小管上皮細胞的損害*重,肝亦可累及。重金屬鉍隨著(zhù)生產(chǎn)工藝,部分被帶入至聚丙烯腈纖維產(chǎn)品后被人們使用,不少作為與人體皮膚直接接觸產(chǎn)品,需對其所含的重金屬鉍及鉬進(jìn)行檢測跟蹤,質(zhì)量把關(guān)。
目前,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定聚丙烯腈纖維中重金屬鉍含量尚未見(jiàn)報道,本方法對樣品經(jīng)適合的方法處理后,對其所含的重金屬鉍采用內標法進(jìn)行測定,為相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量監測提供技術(shù)支撐。
1. 試驗
1.1試劑與儀器
試劑:鉍標準溶液1000mg/L;硝酸。
儀器:微波消解儀;原子熒光光譜儀;電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(上海美析儀器有限公司);超純水機。
1.2分析參數
主要工作參數為:RF發(fā)射功率1600W,蠕動(dòng)泵轉速32r/min,霧化器流量1.5L/min,輔助氣體流量1.2L/min,掃描次數3次,氧化物小于2.5%,雙電荷小于3%。
2. 結果與討論
2.1前處理條件
稱(chēng)取約0.5g(精確至0.1mg)不同批號的樣品進(jìn)行微波消解處理,試劑采用5mLHNO3。待消解完成后趕酸處理,將趕酸后的消解液轉移至50L容量瓶中,用2%稀硝酸溶液定容,搖勻待測,同時(shí)做樣品空白試驗。
2.2測定方法
以?xún)葮朔ㄟM(jìn)行檢測,Bi以In為內標。因鉍無(wú)同位素引起的質(zhì)譜干擾,檢測模式選擇標準模式即可,選用的檢測模式及同位素見(jiàn)表1。
2.3方法的線(xiàn)性及范圍
通過(guò)0、1.5、4.0、7.0、19.0μg/L5個(gè)質(zhì)量濃度水平的線(xiàn)性回歸方程來(lái)考察方法的線(xiàn)性,得到Bi的線(xiàn)性方程為:y=7.019x+0.000,線(xiàn)性相關(guān)系數R為0.9998,相關(guān)譜圖見(jiàn)圖1。
2.4Bi方法檢出限及定量限
設定儀器參數,調諧使氧化物小于2.5%和雙電荷小于3%達到要求通過(guò)后,對空白溶液連續進(jìn)行11次測定,以測定結果的3倍相對標準偏差、10倍相對標準偏差結合取樣量、定容體積計算出方法檢出限、定量限分別為0.004、0.013mg/kg。
2.5方法的加標回收
以1.0、3.0、6.0μg3個(gè)不同質(zhì)量的加標測定回收率。經(jīng)計算得加標回收率分別為95.6%、91.1%及96.4%,結果見(jiàn)表2。由表2可知,各加標質(zhì)量下回收率大于90%,結果較好。
2.6方法準確度
選用3個(gè)不同質(zhì)量濃度的國家標準物質(zhì),按本方法進(jìn)行測定,計算得Bi實(shí)測值與標準值進(jìn)行比對,驗證方法的準確性,結果見(jiàn)表3。
2.7聚丙烯腈纖維中Bi質(zhì)量分數
分別取6個(gè)不同批次聚丙烯腈樣品經(jīng)微波消解后,定容至50.0mL,采用ICP-MS測定,再用AFS進(jìn)行驗證,采用ICPMS和AFS檢測結果進(jìn)行比對,檢測結果的相對標準偏差RSD均在10%以?xún),進(jìn)一步驗證了檢測方法的可靠性。具體結果見(jiàn)表4。
3. 結論
線(xiàn)性質(zhì)量濃度為0~19μg/L,ICP-MS方法得到較好的線(xiàn)性,R為0.9998,檢出限為0.004mg/kg,定量限為0.013mg/kg,3個(gè)質(zhì)量水平的加標回收率均在90%以上,并且經(jīng)過(guò)3個(gè)不同質(zhì)量濃度標準質(zhì)控樣進(jìn)行驗證,結果均在標準值范圍內,確保了此方法的準確性。經(jīng)過(guò)原子熒光分光光度計檢測,與電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測試結果RSD小于10%,進(jìn)一步驗證了檢測方法的可靠性。采用本方法檢測6個(gè)不同批次聚丙烯腈纖維樣品,其質(zhì)量分數為0.08~3.31mg/kg。
方法來(lái)源:[1]程羽君,濮楊,宗祥,等.基于ICP-MS測定聚丙烯腈纖維的鉍含量[J/OL].染整技術(shù),1-3[2024-07-26].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1420.TQ.20240725.1009.002.html.