固相萃取技术在六价铬检测中的应用

ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ固相萃取技术在六价铬检测中的应用Applicationofsolidphaseextractiontechniquechrome(Ⅵ)testing高惠明*汤振华蒋琴周春娣GaoHuimingTangZhenhuaJiangQinZhouChundi（昆山市产品质量监督检验所，江苏昆山，215300）(KunshaninstituteofsupervisionInspectiononProductQuality,JiangsuKunshan.215300)摘要：欧盟RoHS指令中有害物质包括：Pb、Hg、Cd、Cr6+、PBB和PBDE。而六价铬的检测方法主要有：针对聚合物材料和电子材料的USEPA3060A碱溶提取，采用USEPA7196A比色定量检测。上述方法不能很好地解决深色试样提取液颜色对比色的影响。本文采用固相萃取技术对样品进行处理，从而很好地克服了提取液颜色对比色影响的难题。关键词：六价铬，固相萃取，脱色Abstract:ThehazardoussubstancesintheEUROHScontaining:Pb、Hg、Cd、Cr6+、PBBSandPBDES.Buttheexaminationmethodofthechrome(Ⅵ)mainlyhas:ThealkaliofUSEPA3060Athataimsatthepolymermaterialsandtheelectronicsmaterials,AdopttheUSEPA7196Acomparesthecolorfixedamountexamination.Buttheabove-mentionedmethodcan’tresolvethequestionthatthedeepsampleextractioncolorinterfereswithcomparison.Thispaperpresentsolidphaseextractiontechniqueinsampletreatment,Itgreatlyovercomethedifficulty.Keywords:Chrome(Ⅵ),Solidphaseextraction,Decolor1、固相萃取技术的原理：固相萃取（SolidPhaseExtraction,SPE）是一个由柱色谱分离过程、分离机理、固定相和溶剂的选择等组成的试样预处理技术，由液固和液相色谱技术相结合发展而来，与高效液相色谱有许多相似之处。SPE实现了选择性的提取、分离、浓缩三位一体的过程，操作时间短、样品量小、干扰物质少，借助于SPE可*作者简介：高惠明，男，1966年出生，高级工程师，本科ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ以实现：从试样中除去对以后的分析有影响的物质、富集痕量组份、试样脱盐等。2、固相萃取柱的类型：常用的固相萃取柱的类型有极性柱、非极性柱、阳离子交换柱、阴离子交换柱、共价型柱等。极性柱：CN、NH、PSA、COH、Si等，非极性柱：C18、C8、C2、CH、CN、pH等，阳离子交换柱：SCX、PRS、CBA等，阴离子交换柱：SAX、PSA、NH2等，共价型柱：PBA等。根据目标化合物性质和样品类型选择合适的固相萃取柱。3、固相萃取柱填料的选择：固相萃取技术能否在六价铬检测中应用的关键是萃取柱填料的选择。要选择一种既能对深色试样提取液脱色效果好，同时填料对六价铬又基本无吸附的固相萃取柱。像LC-Si（无键合硅胶）和LC-Florisil（硅酸镁填料）由于脱色能力不理想，不适合在六价铬检测中应用，而像活性碳填料虽然脱色效果好，但是对六价铬又具有较强的吸附性，所以也不适合在六价铬检测中应用。我们通过大量的试验，找到了能同时满足以上二方面要求的填料，试验取得了满意的结果。4、固相萃取技术在六价铬检测中的运用：欧盟RoHS指令中有害物质六价铬Cr6+的检测方法主要有：针对聚合物材料和电子材料的USEPA3060A碱溶提取，采用USEPA7196A比色定量检测的方法。然而提取液的颜色是困扰人们六价铬检测的一大难题，简单地采用把未加二苯卡巴肼显色的提取液作为空白的方法，很难得到满意的结果。而采用固相萃取技术操作简单、省时且效果好，回收率高，是较为理想的方法。1．试验部分1.1主要试剂(a)硝酸：浓硝酸，分析纯或光谱纯，20℃~25℃避光保存；(b)碳酸钠：无水,分析纯20℃~25℃密封保存；(c)氢氧化钠：分析纯20℃~25℃密封保存；(d)氯化镁：MgCl2(无水)，分析纯20℃~25℃密封保存；ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ(e)磷酸缓冲液：将87.09gK2HPO4和68.04gKH2PO4溶解于700ml蒸馏水中,然后移至1L的容量瓶中稀释至刻度线；(f)提取液：在1L的容量瓶中用蒸馏水溶解20.0±0.05gNaOH和30.0±0.05gNa2CO3，然后稀释至刻度线，20℃~25℃下密封保存于聚乙烯瓶中；(g)重铬酸钾溶液：将141.4mg的干燥重铬酸钾K2Cr2O7(分析纯)溶解于蒸馏水中，然后稀释至1L(1ml=50ugCr6+)；(h)重铬酸钾标准液，将上述配置的20ml的重铬酸钾溶液稀释至100ml（1ml=10ugCr6+）；(i)硫酸10%(v/v)：将经蒸馏得到的或光谱纯的10ml硫酸（H2SO4）用蒸馏水稀释至100ml；(j)二苯卡巴肼溶液：将250mg1.5—二苯卡巴肼溶解于50ml丙酮中，然后储存于棕色瓶中；1.2主要仪器设备(a)分光光度计：UV-2802S尤尼卡；(b)振荡器：圆周形水平振荡,频率每分钟50~150次；(c)经校准的PH计：其精度应在±0.03,测量范围0~14；(d)电子天平：精度为0.1mg；(e)真空过滤器及0.45um过滤膜；(f)立盖式多歧管装置；(g)固相萃取柱(120/400mesh)1.3试验步聚1.3.1提取称取5g经粉碎的样品，将称好的样品放入一个适当的消解皿中，用量筒量取50±1ml提取液（1.1.f）加入到样品中,同时加入大约400mg的MgCl2（1.1.d）和0.5ml磷酸缓冲液（1.1.e），将消解皿放入振荡器中（90~95℃）恒温搅拌1小时以上。取出消解皿，用0.45um过滤膜在真空过滤器上过滤，用蒸馏水冲洗滤膜，将滤液和冲洗水移至一个100ml容量瓶中，缓慢滴加硝酸，调节溶液的PH值至7.5±0.5,并定量至100ml。1.3.2样品的预处理ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ将立盖式多歧管装置（1.2.f）与固相萃取柱（1.2.g）连接好，从100ml待测液中吸取一定量通过固相萃取柱处理，取10ml蒸馏水冲洗固相萃取柱，收集经过处理后的待测液和冲洗水。1.3.3校准曲线分别吸取六价铬标准溶液（1.1.h）1ml，2ml，3ml，4ml，5ml，10ml于200ml烧杯中，补加蒸馏水至50ml，加入2.0ml二苯卡巴肼溶液并搅拌，缓慢滴加硫酸（1.1.i），调节溶液PH值至2±0.5，将上述标准溶液移至100ml容量瓶中定容（相当于标准溶液中六价铬的浓度为0.1ug/ml，0.2ug/ml，0.3ug/ml，0.4ug/ml，0.5ug/ml，1ug/ml），静置5到10分钟充分显色。如果样品中Cr6+的浓度超出了原来的标准曲线范围，应利用其它浓度范围的校准曲线。将适量静置后的标准溶液置于1cm的比色皿中，在540nm处测吸光度值,并建立浓度—吸光率校正曲线。试剂空白：在一个200ml烧杯中加蒸馏水50ml，加2.0ml二苯卡巴肼溶液并搅拌，调节溶液PH值至2±0.5并容至100ml，用此试剂空白校分光光度计归零，以排除试剂空白影响。1.3.4样品的测定取1.3.2经处理后的提取液补加蒸馏水至50ml，加入2.0ml二苯卡巴肼溶液并搅拌，缓慢滴加硫酸调节溶液PH值至2±0.5，将上述试样移至100ml容量瓶中并定容至100ml，测出试样的吸光度E1。采用同样方法，但不加二苯卡巴肼显色进行同样的测定，得出吸光度E2。1.3.5结果计算12100/100EEXmFV式中:X—样品中六价铬的含量（mg/kg）;E1—试样相对于试剂空白的吸光度；E2—不加二苯卡巴肼显色的试样相对于试剂空白的吸光度；m—样品称样量（g）；F—校准曲线的计算因子；V—吸取试样的体积数（ml）2、结果与讨论ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ2.1提取液经过固相萃取技术处理和未经固相萃取技术处理，采用未加二苯卡巴肼显色的提取液作为空白的检测结果比较样品按1.3.1提取，将提取液分成2份，一份未经1.3.2固相萃取技术处理，采用未加二苯卡巴肼显色的提取液作为样品空白，直接按1.3.4和1.3.5测定和计算。另一份按1.3.2经过固相萃取技术处理，然后再按1.3.4和1.3.5测定和计算，结果见表一。序号样品名称检测结果未经处理（Cr6+mg/kg）经过固相技术处理后（Cr6+mg/kg）1染料溶剂黄2152.244.52染料溶剂红328142.898.33染料溶剂黑3487.163.34染料溶剂橙6261.950.0表一样品颜色对检测结果的影响由表1可以看出，由于样品颜色较深，样品提取液颜色对检测结果影响较大，与采用固相萃取技术对提取液经过处理后的检测结果相比，相差较大。2.2采用固相萃取技术对样品处理后检测回收率取四种试样，每种称取5g，按1.3.1提取，然后将100ml试样分成10份，其中5份经过固相萃取柱处理，5份不过。在过固相萃取柱的5份试样中，1份作试样空白，4份分别加入浓度为10ug/ml的标准六价铬溶液1ml，5ml，10ml，30ml即相当于加入六价铬各10ug，50ug，100ug，300ug，不经过固相萃取柱脱色的样品同样加入标准，经1.3.3和1.3.4，结果见表二样品名称未经处理（Cr6+mg/kg）经过固相技术处理后（Cr6+mg/kg）不加标加标10μg加标50μg加标100μg加标300μg不加标加标10μg加标50μg加标100μg加标300μg染料溶剂黄2152.271.9131.8190.3447.044.554.394.0143.2340.7回收率％---197.0159.2138.1131.6---98.099.098.798.7染料溶剂红328142.8160.4218.2298.1549.998.3107.9146.3194.0389.8回收率％---176.0152.0155.3135.7---96.096.095.797.2染料溶剂黑3487.1108.2176.3240.0499.263.373.0112.6161.5355.4回收率％---211.0178.4152.9137.4---97.098.698.297.4染料溶剂橙6261.984.4160.1233.3511.250.060.2100.3153.7355.1回收率％---225.0196.4171.4149.8---102.0100.6103.7101.7表二检测结果回收率ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ由表二可以看出，样品经过固相萃取技术处理后的回收率为95.7～103.7％，令人满意，试验说明固相萃取柱填料对六价铬基本没有吸附，使用固相萃取柱是安全、可靠的。没有经过处理的样品，由于这类样品提取液有颜色，回收率不令人满意，说明样品颜色对六价铬的检测影响较大。2.3检测结果重复性取二份染料样品各5g，按1.3.1提取，经1.3.2固相萃取柱处理，按1.3.3和1.3.4测定9次，结果见表三样品名称123456789标准差染料溶剂黄21（Cr6+mg/kg）44.542.745.543.243.946.243.845.545.21.2染料溶剂黑34（Cr6+mg/kg）64.963.362.061.762.564.563.563.863.51.1表三采用固相萃取技术检测结果的重复性由表三可以看出检测结果的标准偏差分别为1.2mg/kg和1.1mg/kg。由此可见，采用固相萃取技术对样品处理过程的重现性较