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悬浮液进样2火焰原子吸收光谱法测定聚乙烯中的铜、镁刘立行3 祝黎明(辽宁石油化工大学应用化学系,抚顺113001)摘 要 将悬浮液进样技术应用于火焰原子吸收光谱法成功地测定了聚乙烯中的镁、铜。将样品粉碎、过筛并悬浮在乙醇2Triton X2100溶液中制成悬浮液。通过在与样品悬浮液等体积的空白溶液中加入适量的乙二醇,可配制成与试液粘度一致的参比溶液。以Sr2+作为镁的释放剂,以正丁醇为增敏试剂,用工作曲线法测定。对悬浮剂的选择、干扰、线性范围及检出限进行了考察,方法简便、快速、准确。关键词 悬浮液进样,火焰原子吸收光谱法,聚乙烯,铜,镁2001208225收稿;2002202204接受1 引 言聚乙烯是最大的通用塑料之一,占世界聚烯烃年产量的65%。主要用于制造管材、板材、薄膜、纤维、贮槽和容器。铜、镁等微量元素,在合成聚乙烯时会使催化剂中毒、影响催化剂的活性,同时还影响产品质量,使产品的绝缘性等性能变坏。目前,工厂广泛采用火焰原子吸收光谱法测定聚乙烯中微量元素,其样品预处理方法为灰化法1。本文采用悬浮液进样法来处理样品,10 min左右就可完成样品预处理。悬浮液进样2火焰原子吸收光谱法已被用于测定了粮食、茶叶及中草药中的一些微量元素24,但用该法测定聚乙烯中的微量元素还未见报道。2 实验部分2.1 仪器和试剂HG29002型原子吸收分光光度计(沈阳华光精密仪器研究所)。Cu2+、Mg2+标准溶液储备液:0.5 gL,使用时稀释为5 mgL;Sr2+溶液:25 mgL,作为镁的释放剂;95%乙醇、正丁醇及乙二醇:分析纯;Triton X2100:20%,质量分数;样品:聚乙烯,由抚顺乙烯化工厂提供。2.2 仪器工作条件测定波长Cu 324.8 nm、Mg 285.2 nm,燃烧器高度3 mm,单色器通带0.2 nm,灯电流3.0 mA,空气流量300 Lh,乙炔流量40 Lh。测定铜的吸光度时,信号放大2倍。2.3 聚乙烯样品悬浮液的配制准确称取聚乙烯样品(粒径0.090 mm)4.0 g左右于50 mL比色管中,加入95%乙醇20 mL、Triton X2100溶液10 mL及正丁醇10 mL,用水定容,振动1 min。此悬浮液可稳定3 min。同时配制空白溶液及含乙二醇空白溶液(在配制的空白溶液时,加入乙二醇8 mL)。2.4 实验方法用工作曲线法测定。试液:将2.3节所配制的样品悬浮液振动30 s,立即吸取5.00 mL于10 mL容量瓶中,若测定镁要加入Sr2+溶液1.2 mL,以水定容。工作曲线标准系列溶液:取10 mL容量瓶6个,依次加入标准铜0.86.0g或标准镁0.83.2g,加入含乙二醇空白溶液5.00 mL,测定镁时再加入Sr2+溶液1.2 mL,以水定容。参比溶液:配制方法同工作曲线标准溶液,只是不加被测元素标准溶液。将以上溶液振动均匀,倒入干燥小烧杯中,置电磁搅拌器上,在不断搅拌下喷入火焰,以参比溶液调节零点,测定积分5 s的吸光度。用计算机回归,计算含量和工作曲线的斜率S。第30卷2002年7月分析化学(FENXI HUAXUE)研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry第7期8198213 结果与讨论3.1 悬浮剂的选择将聚乙烯样品粉碎,过孔径0.090 mm的筛。称取过筛样品0.2 g若干份,加入如下悬浮剂,振动1min,试验结果是:在水中漂浮,在5%(质量百分数)的十二烷基苯磺酸、阿拉伯树胶及OP溶液中漂浮,在1.0、0.5 gL琼脂溶液中漂浮;在乙醇中下沉;在(1+1)乙醇溶液中漂浮;在等体积乙醇及1.0 gL琼脂溶液中或在等体积乙醇及20%Triton X2100溶液中,稳定3 min。本文选择乙醇2Triton X2100溶液作悬浮剂。此悬浮剂比重较轻,样品颗粒缓慢下沉,在取样时需要适当振动。宁可选择比重较轻的悬浮剂,不选择比重较重的悬浮剂,因为用比重较重的悬浮剂时,样品颗粒漂浮在液面上,无论如何剧烈振动或搅拌仍不能获得均匀的悬浮液。选择比重较轻的悬浮剂的另一个原因,是按实验方法将样品悬浮液稀释配制成试液时,悬浮剂的比重有所增大,试液悬浮液的稳定性变好,可稳定10 min。3.2 参比溶液的选择及配制通常以空白溶液作为参比溶液。在本方法中,由于试液中含有大量样品颗粒,其粘度显然大于空白溶液。判断两个溶液粘度是否相同的方法是:向这两个溶液中加入等量的、样品中不含有的一种元素,当两个溶液的粘度相同时,则所加入元素的吸光度必定相等。取2.3节配制的样品悬浮液5.00 mL 1份和空白溶液5.00 mL 3份于10 mL容量瓶中,均加入Co2+30g,再依次加入乙二醇0、0、0.40、0.80 mL,定容,以水为参比测定Co2+的吸光度(见表1)。由表1可见,样品悬浮液的吸光度与空白溶液的不一致,说明二者的粘度不同,不能用空白溶液直接配制参比溶液;在空白溶液中加入0.80 mL乙二醇后,其吸光度与样品悬浮液一致,说明二者的粘度相同。因此,可以取空白溶液5.00 mL,加入 乙二醇0.80mL,定容10 mL,作为参比溶液。2.3节中的含乙二醇空白溶液,就是依据此原理而配制的。为消除粘度的影响,在配制工作曲线标准溶液时,应加入5.00 mL含乙二醇空白溶液,以使其粘度与试液的一致。表1 参比溶液的选择Table 1Choice of reference solution样品悬浮液Suspension空白溶液Blank solution取样量Sampling amount(mL)5.005.005.005.00乙二醇量Amount of ethylene glycol(mL)000.400.80Co2+的吸光度Absorbance of Co2+0.0940.1100.1010.0943.3 干扰考察31311 乙二醇影响考察 为消除粘度的影响,在配制工作曲线标准溶液及参比溶液时,应加入适量乙二醇,以使其粘度与试液的一致,但试液中并无乙二醇,这只有在乙二醇对被测元素无影响的条件下才是合理的。试验表明,乙二醇对铜、镁无干扰。31312 背景吸收干扰考察 通过比较使用和不使用氘灯进行背景扣除所测吸光度的大小,表明无背景吸收干扰。31313 化学干扰考察 文献介绍铜基本无化学干扰,本文未进行考察。磷、铝、硅等元素对镁有化学干扰,加入La3+、Sr2+可以消除5。为考察样品中的共存元素是否会产生化学干扰,取样品悬浮液5.00 mL5份于10 mL容量瓶中,加入Sr2+溶液0、0.4、0.8、1.2、1.6 mL,以水定容。以对应空白溶液为参比,所测定吸光度依次为:0.021、0.022、0.027、0.046、0.046。可见,加入Sr2+溶液1.21.6 mL时,吸光度最大且稳定,说明样品中共存元素对镁的化学干扰已被消除。本文选择加入Sr2+溶液1.2 mL。3.4 正丁醇增敏效应由于在聚乙烯样品中,铜、镁含量很低,本文通过加入正丁醇起到一定增敏作用。试验表明,在10mL中含正丁醇1.0 mL时增敏效应最大,铜增敏14.3%,镁增敏9.8%。028分 析 化 学第30卷3.5 线性范围取10个25 mL容量瓶,按实验方法配制9个浓度范围较大的标准溶液。绘制吸光度2浓度曲线,其线性范围为:铜0.052.6 mgL;镁0.020.5 mgL。3.6 检出限按实验方法配制20个参比溶液,喷入火焰,按自动调零键,记录积分5 s的吸光度,其相对标准偏差为:铜7.8810-4;镁1.0210-3,已知工作曲线的斜率S为:铜0.13 Lmg;镁0.55 Lmg。则对应的检出限3 S:铜0.018 mgL;镁0.0056 mgL。3.7 样品分析及方法准确度检验样品分析按实验方法进行,测定结果见表2,相对标准偏差小于6.5%。用加标回收试验来检验本方法的准确度:加标样品悬浮液的配制方法同2.3节聚乙烯样品悬浮液的配制方法,只是在定容前加入标准铜16g、镁8g,吸取此悬浮液5.00 mL(含加入的标准铜1.6g、镁0.8g)按试验方法操作,测得加标回收率为100.1%111.1%(见表2)。结果表明:可以用悬浮液进样法处理聚乙烯样品,以火焰原子吸收光谱法测定其中的微量铜、镁。表2 测定结果Table 2Determination results元素Element含量Content(g)平均含量Average content(gg)RSD(%)加标回收率Recovery(%)平均回收率Average(%)Cu4.2 4.5 4.5 4.7 4.5 5.14.66.5100.1 100.1 110.1 90.1100.1Mg3.7 4.3 3.9 3.8 4.0 3.93.95.499.8 119.8 119.8 104.8111.1References1Tian Yuzhu(田玉竹),Duan Shuhua(段淑华).Petrochemical Technology(石油化工),1985,14(12):7497512Liu Lixing(刘立行),Zhao Shanlin(赵杉林),Li Jiang(李 江).Geological Laboratory(地质实验室),1998,14(4)81833Liu Lixing(刘立行),Du Weizhen(杜维贞),Li Xieping(李雪萍).Metallurgical Analysis(冶金分析),1998,18(5):15174Liu Lixing(刘立行),Zhang Qikai(张起凯),Wang Mingyong(王明勇).Chinese J.Pharmaceutical Analysis(药物分析杂志),1999,19(3):1811835Guo Yusheng(郭玉生),Zhao Y ongkui(赵永魁).Organic Matter Analyse by Atomic Spectrometry(有机化合物的原子光谱分析).Shenyang(沈阳):Liaoning Science and Technology Press(辽宁科学技术出版社),1997:61Determination of Magnesium and Copper in Polyethylene bySuspension Sampling2Flame Atomic Absorption SpectrometryLiu Lixing3,Zhu Liming(Department of Applied Chemistry,Liaoning University of Petrochemical Technology,Fushun113001)AbstractThe suspention sampling technique was appled in flame atomic absorption spectrometry to successfullydetermine magnesium and copper in polyethylene.Polyethylene sample was crushed,sifted and then suspended inethyl alcohol2Triton X2100 solution.The reference solution having the same viscosity with the test solution wasprepared by adding an appropriate amount of ethylene glycol in equal volume of blank solution with the test solution.Sr2+was used as releasing agent for magnesium andn2butyl glcohol was used as the enhancement reagent.Theworking curve method was used for the determination.Choice of suspension agent,interference,linearity range andthe detection limit were studied.This method is convenient,rapid and accurate.KeywordsFlame atomic absorption spectrometry,suspension sampling,polyethylene,magnesium,copper(Received 25 August 2001;accepted 4 February 2002)128第7期刘立行等:悬浮液进样2火焰原子吸收光谱法测定聚乙烯中的铜、镁