GB/T 41068-2021 納米技術 石墨烯粉體中水溶性陰離子含量的測定 離子色譜法（正式版）

ICS71.040CCSA43納米技術石墨烯粉體中水溶性陰離子含量的測定離子色譜法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T41068—2021 I Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 2 2 39檢出限 10精密度 11影響含量測定結果的因素 412測試報告 4附錄A(資料性)測試液制備步驟示例 5附錄B(資料性)儀器分析條件及色譜圖 6附錄C(資料性)測試示例 IGB/T41068—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國科學院提出。本文件由全國納米技術標準化技術委員會納米材料分技術委員會(SAC/TC279/SC1)歸口。ⅡGB/T41068—2021石墨烯粉體中的陰離子雜質(zhì)影響石墨烯粉體的應用價值，會對產(chǎn)品的特定性能造成不良影響，例如石墨烯粉體用于電池的電極材料或?qū)щ妱r，陰離子在電池中可能會引起不可逆副反應，導致電池性能下降。因此水溶性陰離子的種類及含量是評價石墨烯粉體質(zhì)量的重要指標之一。離子色譜法具有靈敏度高、結果穩(wěn)定可靠、可同時測定多個離子等特點，采用離子色譜法可以定量分析石墨烯粉體中水溶性陰離子的含量。1GB/T41068—2021納米技術石墨烯粉體中水溶性陰離子含量的測定離子色譜法有安全問題。本文件規(guī)定的一些實驗過程可能會導致危險情況，使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】当疚募枋隽瞬捎秒x子色譜儀測定石墨烯粉體中水溶性陰離子含量的方法。本文件適用于石墨烯粉體中的水溶性氟離子(F-)、氯離子(Cl-)、亞硝酸根離子(NO?-)、溴離子(Br-)、硝酸根離子(NO?-)、硫酸根離子(SO?2-)、磷酸根離子(PO?3-)的測定。其他水溶性陰離子含量的測定也可參考本文件執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T30544.13納米科技術語第13部分：石墨烯及相關二維材料GB/T30544.13界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1粉體形式的石墨烯相關二維材料。原氧化石墨烯等。4原理導檢測器測定各陰離子組分的電導率，根據(jù)標準溶液中各組分的相對保留時間定性，以標準曲線法定量。5試劑和材料2GB/T41068—20215.2氟離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.3氯離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.4亞硝酸根離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.5溴離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.6硝酸根離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.7硫酸根離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。5.8磷酸根離子標準溶液(1000mg/L,水基體)。6儀器和裝置6.3超聲波清洗機：功率不小于250W,頻率40kHz。6.4球磨儀。7試驗步驟7.1測試液的制備取不少于300mg樣品置于球磨儀的研磨罐中，加蓋密封。將研磨罐置于液氮中浸泡處理3min~5min,或置于-20℃或以下溫度儲存30min以上，以保證樣品在研磨過程中始終處于低于室溫的狀態(tài)。低溫處理后的研磨罐放回球磨儀，研磨30s～1min。待研磨罐恢復至室溫時，打開并取出樣品。準確稱取2份研磨后的試樣各50mg(精確到0.1mg)作為平行試樣，分別置于樣品瓶(6.5)中，加入10mL純水，加蓋后渦旋振蕩混勻。將樣品瓶置于超聲清洗機中超聲輔助提取30min,手動搖勻，放冷制備參見附錄A。7.2測試示例參見附錄B。氯離子標準溶液(5.3)0.5mL亞硝酸根離子標準溶液(5.4)、1.0mL溴離子標準溶液(5.5)、1.0mL硝酸根離子標準溶液混合標準中間溶液的配制：移取上述混合標準儲備溶液1mL至10mL容量瓶中，加水定容至刻3GB/T41068—2021容量瓶中，加水定容至刻度，搖勻，依次記為濃度水平2～濃度水平5,見表1。移取上述混合標準中間溶液1mL至10mL容量瓶中，加水定容至刻度，搖勻，記為濃度水平1。表1混合標準工作溶液濃度濃度氟離子濃度氯離子濃度亞硝酸根離子濃度溴離子濃度硝酸根離子濃度硫酸根離子濃度磷酸根離子濃度濃度水平1濃度水平2濃度水平3濃度水平4濃度水平5按濃度由低(濃度水平1)到高(濃度水平5)的次序測定7種陰離子混合標準工作溶液，以各陰離子濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，分別制作標準曲線。典型的混合離子色譜圖參見附錄B。7.2.3空白試驗隨同試樣做空白試驗。7.2.4試樣測定按7.2.1的儀器分析條件測定測試液(7.1)中各陰離子的濃度。根據(jù)各陰離子保留時間定性，根據(jù)色譜峰面積用外標法定量。如果待測離子的濃度超出校準曲線的線性范圍，則應減少樣品量或增加定容體積重新測定。7.2.5測試示例測試示例參見附錄C。8結果計算按式(1)計算樣品中各陰離子的含量，計算結果需扣除空白值：式中A——樣品提取液中待測離子的峰面積；A?——空白樣品提取液中待測離子的峰面積；a——待測離子的標準曲線斜率；b——待測離子的標準曲線截距；測定結果用平行測定的算術平均值表示，保留至小數(shù)點后一位，測定結果數(shù)值修約時按照GB/T8170有關規(guī)定進行。4GB/T41068—20219檢出限離子2.0mg/kg,硝酸根離子4.0mg/kg,硫酸根離子2.0mg/kg,磷酸根離子6.0mg/kg。碳酸鹽體系下氟離子為1.0mg/kg,氯離子1.6mg/kg,亞硝酸根離子4.0mg/kg,溴離子16.0mg/kg,硝酸根離子4.0mg/kg,硫酸根離子4.0mg/kg,磷酸根離子12.兩個平行試樣的測定結果絕對差值不應超過算術平均值的10%。如果超過10%,應重新進行測定。11.1部分石墨烯粉體中存在水溶性陰離子含量分布不均勻的情況，采用低溫研磨的方法能夠改善其12.1測試報告包括但不僅限于以下信息：a)本文件編號；c)樣品來源；f)測試結果。12.2數(shù)據(jù)記錄和測試報告示例參見附錄C。GB/T41068—2021(資料性)測試液制備步驟示例測試液制備步驟示例見圖A.1。液氮低溫處理液氮低溫處理加水分散樣品稱量樣品收集提取液靜置后過濾9P石墨烯粉體渦旋振蕩超聲提取樣品研磨圖A.1測試液制備步驟示例56信號響應值/(μs/cm)信號響應值/(μs/cm)B.2參考條件Ia)色譜柱：陰離子分離柱和陰離子保護柱，填料為具有烷醇季銨功能團的乙基乙烯苯-二乙烯KOH;20min～25min、15mmol/L～40保留時間/min7信號響應值/(us/cm信號響應值/(us/cm) 8GB/T41068—2021(資料性)測試示例C.1標準溶液配制混合標準中間溶液的配制：用移液槍移取上述混合標準儲備溶液1mL～10mL容量瓶中，加水定混合標準工作溶液的配制：使用分度移液管分別移取上述混合標準儲備溶液為濃度水平1。C.2樣品預處理取400mg的樣品置于球磨儀的研磨罐中，加蓋密封。使用液氮冷凍5min,迅速將研磨罐至球磨C.3測試儀器工作條件宜符合GB/T36240的有關規(guī)定。儀器分析條件如下。a)色譜柱：陰離子分離柱和陰離子保護柱，填料為具有烷醇季銨功能團的乙基乙烯苯-二乙烯基苯。30min～31min、40mmol/L～8mmol/LKOH;31min～36m9GB/T41068—2021表C.1空白試驗測定數(shù)據(jù)記錄表空白試驗氟離子峰面積A。氯離子峰面積A?亞硝酸根離子峰面積A?溴離子峰面積A。硝酸根離子峰面積A?硫酸根離子峰面積A?磷酸根離子峰面積A?空白10.000800000.02610空白20.000800000.02600平均值0.000800000.02610C.3.3標準曲線繪制按質(zhì)量濃度由低(濃度水平1)到高(濃度水平5)的順序測定7種陰離子混合標準工作溶液，以各陰表C.2標準溶液測定數(shù)據(jù)記錄表標準溶液測定實驗12345線性方程氟離子質(zhì)量濃度mg/Ly=0.3272x—0.00560.9999峰面積0.00450.12170.25550.45150,6503氯離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.1968r0.00960.9996峰面積0.00690.14120.30110.7821亞硝酸根離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.1451r—0.00750.9999峰面積0.01180.27510.5744溴離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.0853r—0.02410.9996峰面積0.01180.30420.6457硝酸根離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.1109x—0.03010.9996峰面積0.01580.39680.84032.1977硫酸根離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.1429x一0.02930.9997峰面積0.02620.51582.8373磷酸根離子質(zhì)量濃度mg/L4.00y=0.0595r0.01460.9982峰面積0.00380.11980.23380.39650.5897C.3.4樣品測定按C.3.1分析條件測定樣品處理后的溶液。根據(jù)各陰離子保留時間定性，根據(jù)色譜峰面積用外標法定量，數(shù)據(jù)記錄結果見表C.3。表C.3樣品測定數(shù)據(jù)記錄表樣品名稱平行測試編號取樣量陰離子峰面積氟離子氯離子亞硝酸根離子溴離子硝酸根離子硫酸根離子磷酸根離子CC.4結果計算以平行測試C-1的氟離子含量計算示例：樣品的測試報告見表C.4。表C.4測試報告示例樣品編號××××-×××-××測試日期××××-××-××樣品名稱C測試人員X×X委托單位××××××××X檢測項目石墨烯粉體中氟離子、氯離子、亞硝酸根離子、溴離子、硝酸根離子、硫酸根離子、磷酸根含量生產(chǎn)廠家×××××××××樣品來源生產(chǎn)批號×××××××××樣品形態(tài)固體粉末測試方法GB/T41068—2021樣品種類氧化石墨烯測試單位××××××××××××××××××儀器型號××××××××××××××××××型離子色譜儀色譜柱型號××××××××××××××××××淋洗液程序0min～12min、8mmol/LKOH;12min～20min、8mmol/L～15mmol/LKOH;20min～25min、15mmol/L～40mmol/LKOH;25min～30min、40