化學(xué)類本科生畢業(yè)論文火焰原子吸收光譜法測定涂料中的鎘

1、江蘇科技大學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）學(xué) 院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 高分子材料與工程 學(xué)生姓名 李洋洋 班級學(xué)號 0440605204 指導(dǎo)教師 郭文錄 二零零八年六月江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文火焰原子吸收光譜法測定涂料中的鎘sensitive determination of cadmium by flame atomic absorption spectrometry 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高,人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，涂料的安全使用已成為人們十分關(guān)心的問題。檢測并控制涂料中有毒有害物質(zhì)的含量，對環(huán)境保護(hù)起著十分重要的作用。本文通過火焰原子吸收

2、光譜法測定涂料中的鎘， gb 18582-2001國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定涂料中鎘限量為75mg/kg，因此需根據(jù)要求將樣品進(jìn)行離心處理得到顏料部分和液體部分，對這兩部分分別進(jìn)行處理利用繪制成的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求出樣品這兩部分中鎘的總含量。再通過加標(biāo)回收率的測定來驗(yàn)證儀器的精密度。此法選擇性較好，操作簡便、準(zhǔn)確度高，精確度好，能快速準(zhǔn)確地檢測出涂料中“可溶性”鎘的含量。關(guān)鍵詞:火焰原子吸收光譜法；涂料；鎘含量測定；加標(biāo)回收率abstractas people continue to improve the quality of life, people's awareness of environme

3、ntal protection gradually strengthen, the safe use of paint has become very concerned. detection and control of toxic and harmful substances in the paint play a very important role in the environment protection. this paper detects cadmium in the paint by flame atomic absorption spectrometric method.

4、 according to gb 18582-2001 the cadmium in the paint is limited to 75 mg / kg, so samples will be dealt into some of the paint and liquid with requests. the two samples were respectively processed using the equation which was obtained from the standard curves in order to obtaining the total cadmium

5、content. through the determination of standard marked recovery rate we can verify the accuracy of equipment. this method which is selective good, simple, high accuracy and precision can quickly and accurately detect the "soluble" cadmium content in the paint.keywords: flame atomic absorpti

6、on spectrometric method；paint；detect cadmium content；standard marked recovery rate目 錄第一章 緒論111 引言11.1.1 涂料中有毒有害的重金屬11.1.2 甲醛21.2 涂料中有毒有害物質(zhì)國內(nèi)外檢測技術(shù)的現(xiàn)狀31.2.1 我國對涂料中重金屬的檢測技術(shù)31.2.2 我國對涂料中甲醛的檢測技術(shù)31.2.3 國外對涂料中重金屬的檢測技術(shù)31.2.4 國外對涂料中甲醛的檢測技術(shù)41.3 涂料重金屬的檢測技術(shù)41.3.1 原子吸收光譜分析簡介41.3.2 分光光度計(jì)簡介61.3.3 電化學(xué)法61.4 本課題研究的主要

7、內(nèi)容6第二章 實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容82.1 實(shí)驗(yàn)儀器82.2 所選用的藥品及其配制82.3實(shí)驗(yàn)原理92.4 適用范圍92.5 實(shí)驗(yàn)步驟92.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制92.5.2 試驗(yàn)溶液102.5.3試樣的處理102.5.4 測定132.5.5 計(jì)算公式13第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論153.1 涂料樣品中鎘含量的測定153.1.1 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線153.1.2 苯丙苯丙納米氟碳涂料樣品數(shù)據(jù)處理163.2 加標(biāo)回收率的測定193.3 討論影響因素193.3.1 干燥條件的影響193.3.2 鹽酸酸度的影響193.3.3 攪拌速度的影響193.3.4 不同測定環(huán)境的影響19結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)2

8、27第一章 緒論11 引言近年來我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,人民生活水平和環(huán)保健康意識日益提高，涂料的安全使用已成為人們十分關(guān)心的問題。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，研究機(jī)構(gòu)、國際組織和政府機(jī)構(gòu)通過長期實(shí)驗(yàn)對涂料在加工、使用過程中所造成的污染與人們的健康關(guān)系有了足夠的認(rèn)識，并頒布了一些法規(guī)和管理?xiàng)l例對涂料提出了各種生態(tài)和毒性方面的標(biāo)準(zhǔn)，且正向更全面、嚴(yán)格和統(tǒng)一的方向發(fā)展。我國相繼制定了一系列有關(guān)室內(nèi)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，從建筑裝飾材料的使用,到室內(nèi)空氣中污染物含量的限制，全方位對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，以確保人民的身體健康。因此,人們往往認(rèn)為現(xiàn)代化的居住條件在不斷的改善，室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)得到控制。其實(shí)不然，人們對室內(nèi)環(huán)境污染的

9、危害還遠(yuǎn)未達(dá)到足夠的認(rèn)識。 應(yīng)當(dāng)看到，在我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時，由于建筑、裝飾裝修、家具造成的室內(nèi)環(huán)境污染，已成為影響人們健康的一大殺手。專家調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，居室裝飾使用含有有害物質(zhì)的材料會加劇室內(nèi)的污染程度，這些污染對兒童和婦女的影響更大。有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國每年因上呼吸道感染而致死亡的兒童約有210萬，其中100多萬兒童的死因直接或間接與室內(nèi)空氣污染有關(guān)，特別是一些新建和新裝修的幼兒園和家庭室內(nèi)環(huán)境污染十分嚴(yán)重。北京、廣州、深圳、哈爾濱等大城市近幾年白血病患兒都有增加趨勢，而住在過度裝修過的房間里是其中重要原因之一1。本課題檢測了幾種涂料中“可溶性”鎘的含量，目的在于使人們對涂料市場的涂料質(zhì)

10、量有大致的了解，同時對涂料生產(chǎn)廠家生產(chǎn)技術(shù)提出了新的要求，使涂料產(chǎn)品往無毒、高效、綠色環(huán)保方向發(fā)展。1.1.1 涂料中有毒有害的重金屬涂料中重金屬來源：涂料中所含的重金屬來源于涂料生產(chǎn)中時加入的各種助劑，如催化劑、防污劑、消光劑、顏料和各種填料中所含的雜質(zhì)。如：鉛化物、錫化合物、汞化合物、銅化合物、鈷化合物等。a 鎘(cd)性質(zhì)：銀白色金屬，略帶淡蘭色光澤、在空氣中可氧化生成氧化鎘，使毒性加倍。 危害：鎘會引起肺氣腫，使嗅覺減退或喪失，牙釉黃色環(huán)，體力減退等。1970年日本富山市的“痛痛病”事件就是由于長期的攝入鎘，導(dǎo)致鈣代謝障礙所致2。b 鉛(pb)性質(zhì)：銀灰色金屬，質(zhì)地較軟，400500蒸

11、發(fā)后以氣溶膠形式污染環(huán)境，是出現(xiàn)在人類文明社會中最嚴(yán)重的環(huán)境污染物之一。危害：慢性鉛中毒對人體的血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)都會造成危害，主要表現(xiàn)為貧血、面色蒼白、頭痛、失眠、食欲減退等。更為嚴(yán)重的是它影響嬰幼兒的生長和智力發(fā)育，損傷認(rèn)知功能、神經(jīng)行為和學(xué)習(xí)記憶等腦功能15，嚴(yán)重中毒者會造成癡呆3。c 鉻(cr)性質(zhì)：銀灰色金屬，堅(jiān)硬，耐腐蝕，一般有cr3+和cr6+兩種價(jià)態(tài)。危害：cr6+具有強(qiáng)氧化性，毒性也最強(qiáng)。由呼吸道吸入可引起鼻炎、咽炎、支氣管炎，與皮膚接觸會導(dǎo)致接觸性皮炎或濕疹，cr3+和cr6+又同時有致畸、致癌、致突變的作用。1.1.2 甲醛甲醛來源：用作室內(nèi)裝飾的人造板材及其以

12、甲醛為主要成分的粘合劑16。含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其它各類裝飾材料，比如貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。燃燒后會散發(fā)甲醛的某些材料，比如香煙及一些有機(jī)材料。性質(zhì)：無色易溶的刺激性氣體，可經(jīng)呼吸道吸收，其水溶液"福爾馬林"可經(jīng)消化道吸收。危害：長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月經(jīng)紊亂、妊娠綜合癥，引起新生兒體質(zhì)降低、染色體異常，甚至引起鼻咽癌。高濃度甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有毒害。甲醛還有致畸、致癌作用。長期接觸甲醛的人，可能引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌癥。來源：用作室內(nèi)裝飾的人造板材及其以甲醛為主要成分的粘合

13、劑。含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其它各類裝飾材料，比如貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。燃燒后會散發(fā)甲醛的某些材料，比如香煙及一些有機(jī)材料。測定：采用滴定分析法（titrimetric analysi）、分光光度法（spectrophotometric method）、氣相色譜法（gas chromatography，簡稱gc）、高效液相色譜法（high pertormance liquid chromatography,簡稱hplc）、電化學(xué)分析法（electrochemical analysis）。1.2 涂料中有毒有害物質(zhì)國內(nèi)外檢測技術(shù)的現(xiàn)狀1.2.1 我國對涂料中重

14、金屬的檢測技術(shù)涂料中金屬元素含量較低時一般采用采用分光光度法、原子光譜法、電化學(xué)法測定痕量重金屬元素。原子吸收光譜法（aas）是以測定氣態(tài)、基態(tài)原子外層電子對共振線的吸收為基礎(chǔ)的分析方法，該方法可對六十多種金屬元素及非金屬元素進(jìn)行定量測定，其檢出限低，準(zhǔn)確度好，是金屬元素的常規(guī)分析檢測方法。此外我國還報(bào)導(dǎo)了用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法2測定防污漆中的銅和錫的金屬監(jiān)測方法；用原子吸收火焰法3測定合成樹脂乳液內(nèi)墻涂料中的鉛含量；用有機(jī)相萃取微量銅，使銅與基體鈦分離，再用原子吸收分光光度法測定鈦白粉中的微量銅；用高壓密閉微波溶樣-edta析出法測定防污漆中的錫和銅；用乳化近樣-火焰原子吸收分光光

15、譜法測定清漆中的鈷、鋅、錳、鉛，以及聚乙烯中的銅、鎂；以kbh4為還原劑，采用流動注射-冷原子吸收法測定涂料中的汞，建立了涂料中“可溶性”汞的測定方法。1.2.2 我國對涂料中甲醛的檢測技術(shù)在對涂料中甲醛的測定中14，我國的檢測專家研究了用極譜法測定空氣中的甲醛4；可采用girards 試劑涂在玻璃纖維上來吸附空氣中的甲醛形成甲醛腙，用水使之解吸，再用吸收伏安法進(jìn)行甲醛的測定；在溫室及酸性條件下，根據(jù)甲醛對溴酸鉀氧化乙基的反應(yīng)與有顯著的促進(jìn)作用，且反應(yīng)具有一定的誘導(dǎo)期的原理，通過測量誘導(dǎo)期建立了測定甲醛的動力學(xué)分析新方法5，測定甲醛的線性范圍為0.10-1.50mg/l,檢出限為0.05mg/

16、l；用衍生氣相色譜法3測定居室空氣中的甲醛，方法的檢出限為0.02mg/l(水溶液)；包麗6將樣品經(jīng)分離柱分離后，用sp2308-1型轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化成乙醇，用配有氫火焰離子化檢測器氣相色譜儀測定車間空氣中的甲醛。張素玢7用頂空氣相色譜法測定化工廠排放污水中低沸點(diǎn)易揮發(fā)的甲醛，乙醛，丙醛含量。采用品紅-亞硫酸鈉法7測定涂料廢水中的甲醛含量；陳乃平8探討了在高含量氨的干擾下，用乙酰丙酮分光光度法測定水樣中微量甲醛的可行性。陳炎9建立了乙酰丙酮熒光光度法測定環(huán)境空氣中的微量甲醛的方法。1.2.3 國外對涂料中重金屬的檢測技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵疾捎昧嗽游展庾V法作為金屬元素的常規(guī)分析手段，根據(jù)歐

17、洲en71-3標(biāo)準(zhǔn)對玩具涂料（醇酸涂料）中的8種有毒元素（as、ba、cd、cr、hg、pb、sb、sc）的遷移規(guī)律，國外一些國家做了進(jìn)一步的探討10。1.2.4 國外對涂料中甲醛的檢測技術(shù)除了我國常用的甲醛檢測技術(shù)外，國外還報(bào)導(dǎo)了用hantzsch反應(yīng)10將樣品中的甲醛萃取出來，然后再進(jìn)行測定的方法；在二羥基丙酮體系中，建立了用毛細(xì)管電泳測定微量甲醛的方法11；用lc測定樹脂中的游離甲醛等技術(shù)11。1.3 涂料重金屬的檢測技術(shù)1.3.1 原子吸收光譜分析簡介原子吸收光譜分析12是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸汽對特定譜線（通常是待測元素的特征譜線）的吸收作用來進(jìn)行定量分析的一種方法。如果要測定試液中

18、鎘離子的含量，先將試液噴射成霧狀進(jìn)入燃燒火焰中，含鎘鹽的霧滴在火焰溫度下，揮發(fā)并離解成鎘原子蒸汽。再用鎘空心陰極燈做光源，它輻射出具有波長為228.8nm的鎘的特征譜線的光，當(dāng)通過一定厚度的鎘原子蒸汽時，部分光被蒸氣中基態(tài)鎘原子吸收而減弱。通過單色器和檢測器測得鎘特征譜線光被減弱的程度，即可求得試樣中鎘的含量。由此可見，原子吸收光譜分析利用的是原子吸收現(xiàn)象，而發(fā)射光譜分析則基于原子的發(fā)射現(xiàn)象它們是相互聯(lián)系的兩種相反的過程。如前所述，原子在兩個能級之間的躍遷伴隨著能量的發(fā)射和吸收。原子可具有多種能級狀態(tài)，當(dāng)原子受外界能量激發(fā)時，其最外層電子可能躍遷到不同能級，因此可能有不同的激發(fā)態(tài)。電子從基態(tài)躍

19、遷到能量最低的激發(fā)態(tài)（稱為第一激發(fā)態(tài)）時要吸收一定頻率的光，它再躍遷回基態(tài)時則發(fā)射同樣頻率的光（譜線），這種譜線稱為共振發(fā)射線（簡稱共振線）。使電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收普線稱為共振吸收線（也簡稱為共振線）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)態(tài)（或由第一激發(fā)態(tài)躍遷返回基態(tài)）時，吸收（會發(fā)射）的能量不同，因而各種元素的共振線不同而各有其特征性，所以這種共振線是元素的特征譜線。這種從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的直接躍遷又最容易發(fā)生，因此對大多數(shù)元素來說，共振線是元素的靈敏線。在原子吸收分析中，就是利用處于基態(tài)的待測原子蒸汽對從光源輻射的共振線的吸收來進(jìn)行分析的

20、。原子吸收光譜測定條件的選擇應(yīng)包括以下幾個方面：一、分析線的選擇 通常選擇元素的共振線作分析線，可使測定具有較高的靈敏度。但并非在任何情況下都是如此。在分析被測元素濃度較高試樣時，可選用靈敏度較低的非共振線作為分析線，否則，a值太大。此外，還要考慮譜線的自吸收和干擾等問題。 二、空心陰極燈電流 空心陰極燈的發(fā)射特性取決于工作電流。燈電流過小，放電不穩(wěn)定，光輸出的強(qiáng)度??；燈電流過大，發(fā)射譜線變寬，導(dǎo)致靈敏度下降，燈壽命縮短。選擇燈電流時，應(yīng)在保持穩(wěn)定和有合適的光強(qiáng)輸出的情況下，盡量選用較低的工作電流。一般商品的空心陰極燈都標(biāo)有允許使用的最大電流與可使用的電流范圍，通常選用最大電流的1/2 2/3

21、為工作電流。實(shí)際工作中，最合適的電流應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。通過測定吸收值隨燈電流的變化而選定最適宜的工作電流?？招年帢O燈使用前一般須預(yù)熱10 30 min。 三、火焰 火焰的選擇與調(diào)節(jié)是影響原子化效率的重要因素。選何種火焰，取決于分析對象。 對于低溫、中溫火焰，適合的元素可使用乙炔-空氣火焰；在火焰中易生成難離解的化合物及難溶氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亞氮高溫火焰；分析線在220nm以下的元素，可選用氫氣-空氣火焰。 火焰類型選定以后，須通過試驗(yàn)調(diào)節(jié)燃?xì)馀c助燃?xì)獗壤?，以得到所需特點(diǎn)的火焰。易生成難離解氧化物的元素，用富燃火焰；氧化物不穩(wěn)定的元素，宜用化學(xué)計(jì)量火焰或貧燃火焰。合適的燃助比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確

22、定。 四、燃燒器高度 燃燒器高度是控制光源光束通過火焰區(qū)域的。由于在火焰區(qū)內(nèi)，自由原子濃度隨火焰高度的分布是不同的，隨火焰條件而變化。因此必須調(diào)節(jié)燃燒器的高度，使測量光束從自由原子濃度大的區(qū)域內(nèi)通過，可以得到較高的靈敏度。 對于氧化物穩(wěn)定性高的cr，隨火焰氧化特性增大，形成氧化物的趨勢增大，a相應(yīng)下降；反之，對于氧化物不穩(wěn)定性高的ag，其原子濃度主要由銀化合物的離解速度決定，a隨火焰勢高度增高而增大。而對氧化物穩(wěn)定性中等的mg，a隨火焰勢高度增高而增大，達(dá)到最大之后，又隨火焰勢高度增高而下降。故測定時必須仔細(xì)調(diào)節(jié)燃燒器的高度。 五、狹縫寬度 狹縫寬度影響光譜通帶與檢測器接收輻射的能量。狹縫寬度

23、的選擇要能使吸收線與鄰近干擾線分開。當(dāng)有干擾線進(jìn)入光譜通帶內(nèi)時，吸光度值將立即減小。不引起吸光度減小的最大狹縫寬度為應(yīng)選擇的合適的狹縫寬。 原子吸收分析中，譜線重疊的幾率較小，因此，可以使用較寬的狹縫，以增加光強(qiáng)與降低檢出限。在實(shí)驗(yàn)中，也要考慮被測元素譜線復(fù)雜程度，堿金屬、堿土金屬譜線簡單，可選擇較大的狹縫寬度；過度元素與稀土元素等譜線比較復(fù)雜，要選擇較小的狹縫寬度,合適的狹縫寬度同樣應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。1.3.2 分光光度計(jì)簡介在分光光度計(jì)中，將不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時，便可得到與眾不同波長相對應(yīng)的吸收強(qiáng)度。如以波長（）為橫坐標(biāo)，吸收強(qiáng)度（a）為縱坐標(biāo)，就可繪出該物質(zhì)的吸收光

24、譜曲線。利用該曲線進(jìn)行物質(zhì)定性、定量的分析方法，稱為分光光度法，也稱為吸收光譜法。用紫外光源測定無色物質(zhì)的方法，稱為紫外分光光度法；用可見光光源測定有色物質(zhì)的方法，稱為可見光光度法。它們與比色法一樣，都以beer-lambert定律為基礎(chǔ)。上述的紫外光區(qū)與可見光區(qū)是常用的。但分光光度法的應(yīng)用光區(qū)包括紫外光區(qū)，可見光區(qū)，紅外光區(qū)。1.3.3 電化學(xué)法電化學(xué)是研究電和化學(xué)反應(yīng)相互關(guān)系的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過電池來完成，也可利用高壓靜電放電來實(shí)現(xiàn)，二者統(tǒng)稱電化學(xué)，后者為電化學(xué)的一個分支，稱放電化學(xué)。因而電化學(xué)往往專指“電池的科學(xué)”。電池由兩個電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成，因而電化學(xué)的研究內(nèi)容

25、應(yīng)包括兩個方面：一是電解質(zhì)的研究，即電解質(zhì)學(xué)，其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等，其中電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)研究常稱作電解質(zhì)溶液理論；另一方面是電極的研究，即電極學(xué)，其中包括電極的平衡性質(zhì)和通電后的極化性質(zhì)，也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學(xué)行為。電解質(zhì)學(xué)和電極學(xué)的研究都會涉及到化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。1.4 本課題研究的主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用gb9758.488中的火焰原子吸收光譜法對涂料中的鎘的含量進(jìn)行測定。由于本設(shè)計(jì)是對有機(jī)材料中無機(jī)元素的測試，檢測程序極其復(fù)雜，必須將無機(jī)元素從有機(jī)物中分離出來。但涂料中成分復(fù)雜，重金屬含量不高，不能采用常規(guī)化學(xué)方

26、法檢測，而需采用儀器分析方法。表1-1 gb18582-2001 技術(shù)要求檢驗(yàn)項(xiàng)目限量值揮發(fā)性有機(jī)化合物/g·l-1200游離甲醛/g·kg-10.1可溶性鉛/mg·kg-190可溶性鎘/mg·kg-175可溶性鉻/mg·kg-160可溶性汞/mg·kg-160第二章 實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容2.1 實(shí)驗(yàn)儀器火焰原子吸收光譜儀：型號aa370mc；上海精密科學(xué)儀器有限公司(裝有一個可通入乙炔和空氣的燃燒器)；乙炔鋼瓶：出口壓力是0.07mpa,流量是1.5l/min;空氣壓縮機(jī)：提供空氣,出口壓力是0.07mpa，流量是6.0l/min.鎘空心陰

27、極燈。機(jī)械攪拌器。ph計(jì)和電極。鼓風(fēng)烘箱，能維持105±2；離心機(jī)，配有容積為15ml的惰性材料制的離心管；薄膜過濾器：孔徑為0.15m；或其他能得到清澈濾液的合適過濾器。適合薄膜過濾器的過濾裝置。水浴鍋：能恒溫在23±2。滴定管：10ml。移液管：1ml,5ml,10ml。容量瓶：容量為100ml，1000ml。帶蓋的玻璃容器，容積至少為2000ml。2.2 所選用的藥品及其配制分析時，只能使用分析純的試劑，并只能使用gb6682中規(guī)定的純度為2級的水。甲苯乙醇（4：1）（適用于自干型色漆）鹽酸濃溶液：1：1（v/v），用一份水稀釋一份密度（）約為1.18 g/ml 的鹽

28、酸溶液；乙醇：含量至少為95%（v/v）。硝酸（1：1）：用一份體積的水稀釋一份體積的硝酸（=1.40g/ml）。鹽酸：c(hcl)=0.07mol/l。 準(zhǔn)確量取28ml含量至少為95%的濃鹽酸，放入5000ml試劑瓶中，定容到刻度。每升含1g鎘的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：有以下兩種配制方法：a. 將準(zhǔn)確含有1.000g鎘的一安瓿標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液移入1000ml容量瓶中，用鹽酸溶液稀釋至刻度，并充分搖勻。b. 稱取含有1g鎘（準(zhǔn)確至1mg）的規(guī)定純度的水溶性鎘鹽于1000ml容量瓶中，用鹽酸溶解，并稀釋至刻度，充分搖勻。1ml此標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液含1mg鎘。溶液每毫升約含鎘1mg。每升含10mg鎘的標(biāo)準(zhǔn)溶液：用移液

29、管吸取10ml標(biāo)準(zhǔn)儲備液于1000ml容量瓶中，用鹽酸溶液稀釋至刻度，充分搖勻。此溶液應(yīng)在使用的當(dāng)天配制。2.3實(shí)驗(yàn)原理將試驗(yàn)溶液吸入到乙炔/空氣火焰中，測量鎘空心陰極燈發(fā)射的選擇譜線，波長在228.8nm處的吸收。2.4 適用范圍本方法適用于“可溶性”鎘含量為0.05%5%（m/m）的涂料。超過此含量的涂料經(jīng)適當(dāng)稀釋后可按此方法測定。2.5 實(shí)驗(yàn)步驟2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制（1）標(biāo)準(zhǔn)參比溶液的配制這些溶液應(yīng)在使用當(dāng)天配制。由滴定管分別向5個100ml容量瓶中注入標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液（2.2.3），注入體積數(shù)按表1所示，然后用鹽酸（2.2.1）分別將每個容量瓶稀釋至刻度，并充分搖勻。表2-1鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液

30、的配制標(biāo)準(zhǔn)參比溶液 no.標(biāo)準(zhǔn)鎘溶液的體積 ml標(biāo)準(zhǔn)參比溶液中鎘的相應(yīng)濃度g/ml000.0120.2240.4360.6480.85101.0 0號為空白試驗(yàn)溶液。（2） 光譜測量 將鎘光譜源安裝在光譜儀上。以最佳條件作鎘的測定，按照使用說明調(diào)節(jié)該儀器。為取得最大吸收，調(diào)節(jié)單色器波長至228.8nm,狹縫寬0.7nm,燈電流8ma。 按照吸收器燃燒器的特性調(diào)節(jié)乙炔和空氣的流量，并點(diǎn)燃火焰，設(shè)置讀數(shù)范圍（假若有此設(shè)置），使標(biāo)準(zhǔn)參比溶液no.4幾乎給出一個滿刻度偏轉(zhuǎn)。 分別使各個標(biāo)準(zhǔn)參比溶液以濃度上升的順序通過抽吸進(jìn)入火焰。重復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)參比溶液no.3，以證實(shí)該裝置確以達(dá)到穩(wěn)定。在每次測量之間，都

31、要吸入水通過燃燒器，并且每次必須保持相同的吸收率。（3） 標(biāo)準(zhǔn)曲線以標(biāo)準(zhǔn)參比溶液鎘的濃度（以g/ml計(jì)）為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光度值減去空白試驗(yàn)溶液的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制曲線。2.5.2 試驗(yàn)溶液a. 液體涂料的顏料部分b. 液體涂料的液體部分2.5.3試樣的處理(1) 原理a用合適的溶劑稀釋液體試樣，隨后用離心機(jī)分離出樣品中的顏料。根據(jù)被檢測樣品的漆基，有三種分離顏料的方法。b 用0.07mol/l鹽酸萃取由母體中分離出來的顏料，顏料與鹽酸質(zhì)量比為1：15。當(dāng)涂料的總鎘量等于或超過5%（m/m）時，測定可溶性鎘按規(guī)定，用0.07mol/l鹽酸萃取由母體中分離出來的顏料，此時，含鎘顏料與鹽酸的

32、質(zhì)量比為1：1000。c將離心得到的試樣液體部分蒸發(fā)至干，殘?jiān)?jīng)干燥、灰化后，用硝酸萃取。(2)試樣的制備 仔細(xì)檢查試樣，如有結(jié)皮，應(yīng)盡可能去除。充分?jǐn)嚢柙撛嚇樱匾獣r，可用標(biāo)準(zhǔn)孔徑為150m 的篩子過濾，以除去任何殘余的結(jié)皮和其它外來的雜質(zhì)。(3) 操作步驟a 稱量一批離心管，準(zhǔn)確到10mg。于每只管子中加入1020g制備好的試樣，操作時應(yīng)注意避免玷污離心管壁和管口。立即稱量管子和試樣，準(zhǔn)確到10mg。加入所選擇的溶劑至管子約1/2處，并用玻璃棒充分?jǐn)嚢?。用溶劑洗凈各玻璃棒，將全部洗滌液加到相?yīng)的管子中。繼續(xù)添加溶劑，使相對應(yīng)的離心管平衡到0.1g之內(nèi)，應(yīng)注意保證足夠的工作液面而不溢出。離心

33、分離，直至完全分離成一層清澈的液體和一個顏料餅為止。將一組離心管的上層清夜完全傾入容器內(nèi)。 再往各試管中加溶劑，重復(fù)上面操作，進(jìn)行三次。在此過程中要特別注意使顏料餅充分分散。為助其迅速干燥，最后用丙酮代替所選擇的溶劑。加丙酮混合時，要特別注意使整個顏料餅分散。離心分離并轉(zhuǎn)移溶液到上述容器里。保存此合并萃取液，用作以下實(shí)驗(yàn)中。 殘余的丙酮蒸發(fā)后，將離心管放入烘箱內(nèi)，于105±2下恒溫至少3h。取出放入干燥器中，冷卻至室溫并稱量，準(zhǔn)確到10mg。然后重新放入已恒溫的烘箱中，恒溫至少1h，取出，在干燥器中冷卻至室溫后稱量。重復(fù)上述步驟操作，直至恒重，即兩次連續(xù)稱量結(jié)果之差不大于10mg。

34、計(jì)算涂料中顏料的含量，以涂料試樣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。 在分離操作步驟結(jié)束時，檢查干燥的顏料餅，如能容易地粉碎，就表明漆基已令人滿意的被萃取了。b 用酸萃取被分離出的顏料 若“可溶性”金屬含量比較高，則進(jìn)行萃取的顏料量可以減少，在這樣的情況下，應(yīng)改變萃取液的體積，以保持顏料與萃取液所規(guī)定的比例。 將上面得到的一組干燥的顏料全部取出，放在兩張光滑的紙之間，小心敲碎，用輕輕壓滾而無研磨的動作分散顏料，使其恰能通過500m篩網(wǎng)，待全部顏料通過篩網(wǎng)后進(jìn)行收集。將過篩的顏料全部裝入稱量瓶內(nèi)，置于烘箱內(nèi)，在105±2下恒溫烘2h。取出此稱量瓶并貯存在干燥器中，供萃取用。c 用酸萃取“可溶性”金屬的方

35、法 此法用于總鎘含量小于5%（m/m）的涂料。顏料和酸的質(zhì)量比為1：15。將制備好的顏料以兩份試樣平行進(jìn)行萃取。萃取和分析前試樣應(yīng)避免陽光直接照射。稱取5.0±0.01g制備好的顏料試樣到一只潔凈干燥的150ml燒杯中，用2ml或比潤濕試樣最低量稍多一點(diǎn)的乙醇潤濕試樣。裝上機(jī)械攪拌器并加入75ml預(yù)先在水浴調(diào)節(jié)到23±2的稀鹽酸。將燒杯放在23±2的水浴上并立即開始攪拌混合物。將ph計(jì)的電極插入混合物，如有需要，可滴加鹽酸濃溶液，使混合物的ph值調(diào)節(jié)為稀鹽酸的ph值。繼續(xù)攪拌15±1min后，使其于23±2下靜止15±1min。隨后將

36、混合物傾入過濾裝置上的薄膜過濾器中進(jìn)行過濾，收集起始10 min里所得的清澈的濾液于合適的玻璃容器內(nèi)，立即蓋上容器蓋子。d 萃取得到的液體部分的處理對兩份平行萃取的液體部分和空白試驗(yàn)溶液按下述同樣步驟進(jìn)行操作。將貯存在帶蓋玻璃容器里的溶液置于一個合適的容量瓶中，用溶劑或混合溶劑稀釋到規(guī)定的體積。轉(zhuǎn)移等份試樣到合適容積的瓷或二氧化硅的器皿里，放在水浴鍋上蒸發(fā)，以出去大部分溶劑。將器皿放在電熱板上，緩慢升溫以除去全部殘留溶劑，逐漸升高電熱板溫度，直至物質(zhì)開始炭化。隨后，將器皿放在馬弗爐里，維持溫度475±25下灰化。當(dāng)灰化完全后，從馬弗爐中取出器皿并使之冷卻至室溫，用玻璃棒將灰化物敲碎成

37、極細(xì)的顆粒，并將該棒留在器皿內(nèi)，供下面過濾步驟使用。為防止灰化物反應(yīng)劇烈，應(yīng)緩慢加入10ml硝酸，以避免物質(zhì)損失。在電熱板上小心加熱，直至溶液剩余2-3ml，再加入10ml硝酸，繼續(xù)在電熱板上加熱直至殘余溶液少于5ml為止。加20-25ml水，用中速濾紙過濾，濾液用100ml容量瓶收集。若濾液不清澈，則應(yīng)以慢速濾紙重濾。用水洗滌器皿和濾紙數(shù)次，將全部洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶里，用鹽酸稀釋到刻度并搖勻。保留濾液，做各種“可溶性”金屬含量的測定。濾液應(yīng)分幾份，供每次測定用。2.5.4 測定按2.5.1中的規(guī)定調(diào)整光譜儀，首先測量鹽酸溶液的吸光度，然后對每個實(shí)驗(yàn)溶液的吸光度測量三次，隨后再測量鹽酸。最后，

38、為了證實(shí)儀器靈敏度沒有變化，需再測定標(biāo)準(zhǔn)參比溶液no.3的吸光度。若試驗(yàn)溶液的吸光度值高于濃度最高的鎘標(biāo)準(zhǔn)參比溶液的吸光度值，則應(yīng)用已知體積的鹽酸適當(dāng)?shù)叵♂屧撛囼?yàn)溶液（稀釋因子f）2.5.5 計(jì)算公式a 液體涂料的顏料部分鹽酸萃取物中“可溶性”鎘的質(zhì)量按式（1）計(jì)算： (1)式中：a0按gb 9760中所規(guī)定的方法配制的空白實(shí)驗(yàn)溶液鎘的濃度，g/ml；a1由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的實(shí)驗(yàn)溶液鎘的濃度，g/ml；f1第2.5.4條中所述的稀釋因子；m0鹽酸萃取物中“可溶性”鎘的質(zhì)量，g；v1萃取所用的乙醇和鹽酸的體積之和（采用的是77ml），ml。液體涂料的顏料部分中“可溶性”鎘的含量按式（2）計(jì)算： （

39、2）式中：ccd1液體涂料的顏料部分中“可溶性”鎘的含量，%（m/m）； m1規(guī)定制備溶液所用試樣的質(zhì)量，g； p規(guī)定方法所得到的液體涂料中顏料的含量，%（m/m）；b 涂料的液體部分萃取得到的溶液（萃取物）中鎘的質(zhì)量按式（3）計(jì)算： （3）式中：b0空白試驗(yàn)溶液鎘的濃度，g/ml； b1由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的實(shí)驗(yàn)溶液鎘的濃度，g/ml； f2第2.5.4條中所述的稀釋因子；m2液體涂料的液體部分中鎘的質(zhì)量，g； v2規(guī)定的方法制得的溶液的體積（100ml），ml。 涂料中液體部分鎘的含量，按式（4）計(jì)算： （4）式中：ccd2液體涂料中液體部分的鎘含量，%（m/m）；m3組成“一組”的涂料的總質(zhì)

40、量，g。c 液體涂料液體涂料中“可溶性”鎘的總含量，按照a和b所得結(jié)果之和計(jì)算：式中：ccd3液體涂料中“可溶性”鎘的總含量，%（m/m）由于火焰原子吸收法不同于其它的分析方法，在每次實(shí)驗(yàn)過程中，許多條件都無法定量控制，如：乙炔、空氣流量的大小；乙炔氣體的純度等等。在不同情況下其標(biāo)準(zhǔn)曲線都有小幅度變化，因此整個分析過程中操作條件應(yīng)保持不變，每次對樣品的測定均需重新配制標(biāo)準(zhǔn)溶液測定其標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度應(yīng)在吸光度與濃度成線性的范圍內(nèi)；在樣品測定過程中，如果金屬含量過高，可適當(dāng)稀釋樣品。23第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1 涂料樣品中鎘含量的測定 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們所檢測的涂料來自實(shí)驗(yàn)室中

41、正開發(fā)研究的苯丙苯丙納米氟碳涂料樣品，我們對四種樣品進(jìn)行鎘含量的檢測，從而選出符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb 18582-2001的即鎘含量75mg/kg的涂料，為合格產(chǎn)品。3.1.1 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線以下就是此次實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理:（每組平行做兩次）鎘含量75mg/kg的涂料符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb 18582-2001，為合格涂料。表3-1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制數(shù)據(jù)濃度0.00.20.40.60.81.0吸光度0.0000.0170.0320.0500.0650.083圖 3-1 標(biāo)準(zhǔn)曲線3.1.2 苯丙苯丙納米氟碳涂料樣品數(shù)據(jù)處理表3-2 測定數(shù)據(jù)一號苯丙g二號苯丙g苯丙納米g氟碳g離心管凈重78.

42、78478.81078.63878.937離心管涂料總重139.555133.684133.567124.431涂料凈重60.77154.87454.92945.494顏料餅燒杯總重57.39458.66579.99561.744燒杯重36.25043.84158.37145.235顏料餅凈重21.14414.82321.62416.509表3-3 測定數(shù)據(jù)吸光度（a）一號苯丙顏料部分0.3280.364液體部分0.0080.008二號苯丙顏料部分0.2670.170液體部分0.0120.012苯丙納米顏料部分0.1580.098液體部分0.0220.024氟碳顏料部分0.1220.170液體

43、部分0.0210.019·第一組 一號苯丙涂料樣品表3-4 測定數(shù)據(jù)處理樣品測定值mg/l“可溶性”鎘的質(zhì)量g“可溶性”鎘的含量%（m/m）平均值%（m/m）鎘的總含量%（m/m）涂料的顏料0.3281.386×10-42.281×10-62.407×10-62.381×10-50.3641.539×10-42.532×10-6涂料的液體0.1031.030×10-52.150×10-52.140×10-50.1031.030×10-52.130×10-5由表3-4知取兩個樣

44、品分別處理得到顏料部分和液體部分，顏料部分的平均值為2.407×10-6（m/m），液體部分的平均值為2.140×10-5（m/m）,兩部分的總和得到樣品中鎘的總含量為2.381×10-5（m/m），符合國家標(biāo)準(zhǔn)。·第二組 二號苯丙涂料樣品表3-5 測定數(shù)據(jù)處理樣品測定值mg/l“可溶性”鎘的質(zhì)量g“可溶性”鎘的含量%（m/m）平均值%（m/m）鎘的總含量%（m/m）涂料的顏料0.2670.792×10-41.443×10-61.181×10-64.663×10-50.5040.504×10-40.918

45、×10-6涂料的液體0.1491.490×10-54.560×10-54.545×10-50.1481.480×10-54.530×10-5由表3-5知取兩個樣品分別處理得到顏料部分和液體部分，顏料部分的平均值為1.181×10-6（m/m），液體部分的平均值為4.545×10-5（m/m）,兩部分的總和得到樣品中鎘的總含量為4.663×10-5（m/m），符合國家標(biāo)準(zhǔn)。·第三組 苯丙納米涂料表3-6 測定數(shù)據(jù)處理樣品測定值mg/l“可溶性”鎘的質(zhì)量g“可溶性”鎘的含量%（m/m）平均值%（m/

46、m）鎘的總含量%（m/m）涂料的顏料0.1580.683×10-41.243×10-61.006×10-64.840×10-50.0980.422×10-40.768×10-6涂料的液體0.2682.680×10-54.550×10-54.739×10-50.2902.900×10-54.927×10-5由表3-6知取兩個樣品分別處理得到顏料部分和液體部分，顏料部分的平均值為1.006×10-6（m/m），液體部分的平均值為4.739×10-5（m/m）,兩部分的總

47、和得到樣品中鎘的總含量為4.840×10-5（m/m），符合國家標(biāo)準(zhǔn)。·第四組 氟碳涂料樣品表3-7 測定數(shù)據(jù)處理樣品測定值mg/l“可溶性”鎘的質(zhì)量g“可溶性”鎘的含量%（m/m）平均值%（m/m）鎘的總含量%（m/m）涂料的顏料0.1220.402×10-40.884×10-61.062×10-65.206×10-50.1700.562×10-41.24×10-6涂料的液體0.2572.570×10-55.350×10-55.100×10-50.2332.330×10-5

48、4.850×10-5由表3-7知取兩個樣品分別處理得到顏料部分和液體部分，顏料部分的平均值為1.062×10-6（m/m），液體部分的平均值為5.100×10-5（m/m）,兩部分的總和得到樣品中鎘的總含量為5.206×10-5（m/m），符合國家標(biāo)準(zhǔn)。3.2 加標(biāo)回收率的測定表3-8 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果元素測定值ug/ml加標(biāo)量ug/ml加標(biāo)測定ug/ml回收率cd0.270.150.250.400.550.420.520.660.811.021.020.980.99由表3-8知，通過配置不同濃度的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液來對樣品溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率的計(jì)算得到回收率在

49、95%105%之間，可以看出本設(shè)計(jì)所采用的火焰原子吸收法精密度、準(zhǔn)確度高。3.3 討論影響因素3.3.1 干燥條件的影響樣品的干燥條件及干燥程度對測定結(jié)果影響很大,因此在離心分層時，最后加入丙酮作為溶劑進(jìn)行離心，以助顏料迅速干燥。在加丙酮時，特別注意要使整個顏料餅分散。3.3.2 鹽酸酸度的影響鹽酸的酸度在ph 0.75ph 4.10之間對測定結(jié)果有較大影響，隨ph值的降低溶出的鎘明顯增加，但在ph 1.02ph 1.51之間，鎘的溶出量相差不大。因此必須嚴(yán)格控制加入鹽酸的酸度及溶液的酸度。3.3.3 攪拌速度的影響當(dāng)攪拌速度低于60r/min，反應(yīng)不夠完全，測得結(jié)果偏低；當(dāng)轉(zhuǎn)速在100150

50、r/min時，測定結(jié)果相差不大?？紤]到操作的條件，可在此范圍內(nèi)適當(dāng)選擇轉(zhuǎn)速。3.3.4 不同測定環(huán)境的影響由于每次測量的乙炔氣體的流量不同，而乙炔氣體的流量又決定了火焰高度的不同，因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線和待測液中鉛含量要同時測定，這樣才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確。結(jié)論本文采用火焰原子吸收光譜法測定四種內(nèi)外墻建筑涂料，得到如下結(jié)論：1.一號苯丙涂料樣品中所含重金屬鎘的含量是23.81 mg/kg，符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb18582-2001的要求。2.二號苯丙涂料樣品中所含重金屬鎘的含量是46.63 mg/kg，符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb18582-2001的要求。3.苯丙納米涂料樣品中所含重金屬鎘的含量是48.40mg/kg，符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb18582-2001的要求。4.氟碳涂料樣品中所含重金屬鎘的含量是52.06 mg/kg，符合國家標(biāo)準(zhǔn)gb18582-2001的要求。5.加標(biāo)回收率在95%105%之間符合要求，證明