高效液相色譜法測(cè)定石膏中的單質(zhì)硫

高效液相色譜法測(cè)定石膏中的單質(zhì)硫

石膏廣泛應(yīng)用于住宅、辦公樓和其他建筑的內(nèi)墻、墻體覆蓋板、天花板、吸聲板和其他內(nèi)飾材料中。它的質(zhì)量直接關(guān)系到環(huán)境的安全。有的石膏中含有一定的單質(zhì)硫,單質(zhì)硫的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,能與許多金屬化合生成相應(yīng)的化合物,對(duì)建筑內(nèi)導(dǎo)電線(xiàn)路有較強(qiáng)的腐蝕作用,因此,定量分析石膏中的單質(zhì)硫,對(duì)評(píng)價(jià)石膏制品的安全性顯得尤為重要。目前,國(guó)內(nèi)外測(cè)定單質(zhì)硫的方法主要有“BSEN16032-2011《肥料中的元素硫的測(cè)定》”、“DIN51613-1966《液化氣體的檢驗(yàn)、硫元素和殘余廢氣的測(cè)定》”、“ASTMD1662-2008《切削油中活性硫試驗(yàn)方法》”、“SN/T1732.10-2006《煙花爆竹用煙火藥劑第10部分-硫含量的測(cè)定》”等,相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)單質(zhì)硫的檢測(cè)方法有分光光度法、離子色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法、高頻紅外碳硫儀法等。上述方法有的不適合進(jìn)行材料中單質(zhì)硫的檢測(cè),有的沒(méi)有嚴(yán)格區(qū)分硫的多種形態(tài),不適合含有多種形態(tài)硫的石膏樣品的測(cè)定,有的操作繁瑣、干擾因素多、靈敏度差。用HPLC測(cè)定單質(zhì)硫是一種分析速度快、無(wú)干擾、高靈敏度的方法。本文針對(duì)石膏樣品的具體特點(diǎn),從萃取條件及檢測(cè)的可靠性方面做了較為全面的研究,拓展了該方法在石膏中單質(zhì)硫測(cè)定方面的應(yīng)用。1實(shí)驗(yàn)部分1.1超聲清洗器、色譜儀器HPLC(10A-TVP,SHIMADZU);Milli-Q超純水器(美國(guó)Millipore公司);KQ-100DV雙頻數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);CH3OH(HPLCGrade,USA,DiKMa);CCl4(色譜純,天津市津科精細(xì)化工研究所);單質(zhì)硫(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。萃取液:CH3OH:CCl4質(zhì)量比90∶10;單質(zhì)硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(100mg·L-1):準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1000g單質(zhì)硫,用萃取液溶解并定容至1L。1.2流動(dòng)相、流速色譜柱:Agela,PromosilC18(4.6mm×250mm);流動(dòng)相:甲醇:水=97∶3(V/V);流速:1mL·min;進(jìn)樣量:20μL;UV檢測(cè)器,檢測(cè)波長(zhǎng):254nm。1.3hplc測(cè)定定量稱(chēng)取石膏樣品(精確至0.1mg),置于8mL配塞離心管中,準(zhǔn)確加入7mL萃取液,搖勻后超聲萃取5min,再次搖勻后靜置,待樣品分層后取上清液用0.22μm尼龍濾膜過(guò)濾,按1.2的色譜條件對(duì)濾液進(jìn)行HPLC測(cè)定,以色譜峰的保留時(shí)間定性,以外標(biāo)法峰面積定量。實(shí)際樣品分析的色譜圖見(jiàn)圖1,圖中14min處是單質(zhì)硫的峰。2結(jié)果與討論2.1ccl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定將100.0mg分析純的單質(zhì)硫定溶于1L的甲醇中,24h難以溶清,為促進(jìn)單質(zhì)硫的溶解,分別加入不同比例的CCl4(CCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%,10%,25%,50%,75%,100%)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,結(jié)果表明10%CCl4的即可滿(mǎn)足要求,確定以CH3OH:CCl4質(zhì)量比90∶10配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。2.2萃取方式的選擇為實(shí)現(xiàn)石膏樣品中單質(zhì)硫萃取完全,首先考察了超聲萃取與靜置萃取兩種方式對(duì)萃取效率的影響,結(jié)果如圖2所示。圖2結(jié)果表明,與靜置萃取相比,超聲萃取增加萃取效果明顯,確定選用超聲萃取。2.3ccl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)h和ccl4含量測(cè)定的影響單質(zhì)硫易溶于CCl4,增加萃取液中CCl4的比例,有利于石膏樣品中單質(zhì)硫萃取完全,本文考察了CH3OH和CCl4以不同比例的混合(CCl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、5%、10%、25%、50%、75%、100%)的測(cè)定效果。測(cè)定結(jié)果如表1,計(jì)算該組數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.5%,數(shù)據(jù)波動(dòng)在合理范圍內(nèi),同時(shí)基于CCl4極易揮發(fā)且有較高毒性,因此在保證萃取效率的基礎(chǔ)上,保持與標(biāo)準(zhǔn)溶液基體一致,最終確定萃取液中加入10%CCl4。2.4不同萃取條件下萃取效果超聲時(shí)間長(zhǎng)短,直接影響萃取效率,進(jìn)一步考察了不同超聲萃取時(shí)間5min、10min、20min、30min、45min、60min等條件下的萃取效果。結(jié)果如圖3所示,超聲時(shí)間大于5min時(shí),隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng),單質(zhì)硫的含量不再增加,超聲時(shí)間大于5min已經(jīng)萃取完全,確定超聲萃取時(shí)間為5min。2.5稱(chēng)取樣量試驗(yàn)本文研究了稱(chēng)樣量在0.1g~2g之間變化時(shí),稱(chēng)樣量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,測(cè)定結(jié)果如圖4所示。2.6標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制將單質(zhì)硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(100mg·L-1)用萃取液逐級(jí)稀釋成1.0mg·L-1、2.0mg·L-1、5.0mg·L-1、15.0mg·L-1、25.0mg·L-1的單質(zhì)硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以峰面積(mV·min-1)為縱坐標(biāo),以單質(zhì)硫的濃度(mg·L-1)為橫坐標(biāo)繪制單質(zhì)硫標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),線(xiàn)性回歸方程為y=27.68x+0.1006,相關(guān)系數(shù)為1.000,線(xiàn)性關(guān)系良好。以3S/N進(jìn)行計(jì)算,在吸收液體積為7mL,稱(chēng)樣量為1g的條件下,本方法的檢出限為0.1mg·kg-1,與現(xiàn)有其他方法相比,該方法檢出限較低。2.7回收率的測(cè)定配制濃度為1mg·L-1和3mg·L-1的單質(zhì)硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液,并分別以這兩個(gè)溶液為萃取溶液,萃取石膏樣品中的單質(zhì)硫,測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液萃取液和萃取液中單質(zhì)硫的濃度,計(jì)算回收率。測(cè)定結(jié)果和回收率計(jì)算方法如表2所示,回收率在100.8%~101.8%,說(shuō)明該方法具備較高準(zhǔn)確度。2.8精密度測(cè)試分別萃取測(cè)定6份石膏樣品中的單質(zhì)硫,計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.35%,方法精密度較高。3準(zhǔn)確度與精密度本研究立足于已有的HPLC法測(cè)定單質(zhì)硫的理論,對(duì)將其用于石膏中單質(zhì)硫測(cè)定的可行性進(jìn)行了較為全面的評(píng)價(jià),結(jié)果表明,本方法分析效率