一种新型湿法消解方法与流程

1.本发明涉及化工检测技术领域，具体为一种新型湿法消解方法。


背景技术：

2.塑料材料具有易于成型加工、性能优异、价格低廉等特点，被广泛用于人类生活中。尤其在食品包装行业，塑料更是成为不可或缺的材料之一，但由于生产工艺、功能改性等原因，会引入有害重金属，在不同程度上危害人们的健康和导致环境污染，随着人们生活水平和食品安全意识的逐渐提高，食品可接触塑料的安全问题也越来越受到重视，塑料中重金属的含量成为人类关注的焦点之一。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn 105044078 a的“一种edta-2na络合消解测定塑料中的铅、镉、铬和汞方法”，该方法包括以下步骤：一、检测样品的配置：在样品溶液中加入edta-2na定容至待测；二、对标准工作曲线的绘制：将配置的不同浓度标准溶液依次放入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，绘制标准工作曲线，并根据标准工作曲线得到对应的线性回归方程，三、对检测样品进行测定：将步骤一中得到的待测检测样品进行测试，根据线性回归方程计算出样品中铅、镉、铬和汞元素含量。
4.但现有技术中，微波消解对样品量限制较大，仪器价格比较昂贵，不适合大批量重金属消解，且微波消解仪高温高压环境比较危险；传统的湿法消解仪器价格便宜，但对样品类型，重金属离子类型有要求，塑料颗粒仅使用硝酸、盐酸无法完全消解，且样品中含有重金属pb元素，由于硫酸铅是沉淀物质，无法使用硫酸消解。
5.所以我们提出了一种新型湿法消解方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种新型湿法消解方法，以解决上述背景技术提出的问题。本发明的新型湿法消解方法，通过在样品中加入浓硫酸碳化后，加入浓硝酸将碳化后的溶液变澄清，并使用50％盐酸稳定金属元素，产生溶于水的edta络合金属离子，防止产生沉淀，不仅降低高温高压的风险，又解决塑料颗粒普通湿法无法消解，而且防止离子损失，又适用于大批量消解，能大大提高消解工作效率。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型湿法消解方法，包括以下步骤：
8.s1、塑料样品处理：将塑料样品通过旋转粉碎仪粉碎至粒径≤0.3mm后，称取20-30重量份的样品至消解杯中，置入烘箱中65-110℃烘干5-8min；
9.s2、加热碳化处理：在所述消解杯中加55-100重量份的浓硫酸，并置于通风橱内200-500℃的电热板上加热30-60min，基本碳化完全后获得黑色混合液；
10.s3、澄清处理：所述黑色混合液从电热板顶部取下，放置于通风橱中冷却10-30min后，加入30-50重量份的浓硝酸，再次置于所述电热板使所述黑色混合液中的碳化物氧化，反应10-15min，直至获得澄清液；
11.s4、制备edta络合物，防止沉淀：所述澄清液中加入10-30重量份的浓盐酸溶液50％(v/v)，均匀搅拌后再加入5-15重量份的乙二胺四乙酸，形成edta络合金属离子，防止待测溶液中出现沉淀。
12.优选的，在步骤s1中，所述塑料样品称重过程中的数值精确到0.001g。
13.优选的，在步骤s2中，所述浓硫酸加入消解杯中碳化时，观察加热回流反应中是否有白色气体逸出；若白色气体持续逸出，则待冷却至室温时继续滴加浓硫酸；若白红色气体逸出，则待冷却至室温后结束碳化处理。
14.优选的，在步骤s2中，所述浓硫酸的质量分数为1.80-1.84g/ml。
15.优选的，在步骤s3中，所述浓硝酸的质量分数为1.40-1.44g/ml。
16.优选的，在步骤s3中，所述白烟基本冒尽且所述消解杯内容物呈黏稠状时，取下稍冷，用水冲洗消解杯，并加入10-15重量份的浓硝酸温热溶解残渣后，将溶解液转移至所述澄清液中。
17.优选的，在步骤s4中，所述待测溶液中加入5-15重量份的乙二胺四乙酸后，若仍产生沉淀物，则加入naoh滴定调节ph至7.9-8.0，加热至沸腾并保持5-10min后，冷却至室温，过滤。
18.优选的，在步骤s4中，所述待测溶液在进行测定前需制备标准溶液；所述标准溶液的制备方法为在所述待测溶液中加入100-150重量份的去离子水，冷却至22-26℃后转移到100ml/200ml容量瓶中后，用去离子水定容。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明的新型湿法消解方法，通过加热板湿法消解塑料样品，其样品中加入浓硫酸碳化，浓硝酸将碳化后的溶液变澄清，50％盐酸稳定部分元素，产生溶于水的edta络合金属离子，防止产生沉淀，不仅降低高温高压的风险，又解决塑料颗粒普通湿法无法消解，而且防止离子损失，又适用于大批量消解，能大大提高消解工作效率。
附图说明
21.图1为本发明一种新型湿法消解方法的流程图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种新型湿法消解方法，包括以下步骤：
25.步骤一、塑料样品处理：将塑料样品通过旋转粉碎仪粉碎至粒径≤0.3mm后，称取20-30重量份的样品至消解杯中，塑料样品称重过程中的数值精确到0.001g，置入烘箱中110℃烘干8min。
26.步骤二、加热碳化处理：在消解杯中加100重量份的浓硫酸，浓硫酸的质量分数为1.80-1.84g/ml，并置于通风橱内500℃的电热板上加热60min，基本碳化完全后获得黑色混
合液。浓硫酸加入消解杯中碳化时，观察加热回流反应中是否有白色气体逸出；若白色气体持续逸出，则待冷却至室温时继续滴加浓硫酸；若白红色气体逸出，则待冷却至室温后结束碳化处理。白烟基本冒尽且消解杯内容物呈黏稠状时，取下稍冷，用水冲洗消解杯，并加入10-15重量份的浓硝酸温热溶解残渣后，将溶解液转移至澄清液中。
27.步骤三、澄清处理：黑色混合液从电热板顶部取下，放置于通风橱中冷却30min后，加入50重量份的浓硝酸，浓硝酸的质量分数为1.40-1.44g/ml，再次置于电热板使黑色混合液中的碳化物氧化，反应15min，直至获得澄清液。
28.步骤四、制备edta络合物，防止沉淀：澄清液中加入30重量份的浓盐酸溶液50％(v/v)，均匀搅拌后再加入15重量份的乙二胺四乙酸，形成edta络合金属离子，防止待测溶液中出现沉淀；待测溶液中加入15重量份的乙二胺四乙酸后，若仍产生沉淀物，则加入naoh滴定调节ph至7.9-8.0，加热至沸腾并保持10min后，冷却至室温，过滤。待测溶液在进行测定前需制备标准溶液；标准溶液的制备方法为在待测溶液中加入150重量份的去离子水，冷却至22-26℃后转移到100ml/200ml容量瓶中后，用去离子水定容。
29.实施例2
30.本实施例所提供的新型湿法消解方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
31.在步骤二中，消解杯中加55重量份的浓硫酸，浓硫酸的质量分数为1.80-1.84g/ml，并置于通风橱内200℃的电热板上加热30min，基本碳化完全后获得黑色混合液。
32.实施例3
33.本实施例所提供的新型湿法消解方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
34.在步骤三中，黑色混合液从电热板顶部取下，放置于通风橱中冷却60min后，加入20重量份的浓硝酸，浓硝酸的质量分数为1.40-1.44g/ml，再次置于电热板使黑色混合液中的碳化物氧化，反应3min。
35.对比例1
36.本实施例所提供的新型湿法消解方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
37.在步骤四中，澄清液中加入30重量份的浓盐酸溶液50％(v/v)，均匀搅拌后，未加入乙二胺四乙酸。
38.对比例2
39.本实施例所提供的新型湿法消解方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
40.在步骤四中，未在澄清液中加入浓盐酸溶液50％(v/v)，只加入15重量份的乙二胺四乙酸。
41.对比例3
42.本实施例所提供的新型湿法消解方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
43.在步骤四中，未在澄清液中加入浓盐酸溶液50％(v/v)，且未加入15重量份的乙二胺四乙酸。
44.性能测试
45.zeenit 700型原子吸收分光光谱仪；labtech型电热消解仪；dhc-9076a型电热恒温鼓风干燥箱；含铅率为5.000μg/kg的塑料制袋。
46.分别按照实施例1-3和对比例1-3的新型湿法消解方法，将塑料制袋随机平均分为6组进行光谱分析检测，6组依次命名为实验1组、实验2组、实验3组、对照1组、对照2组和对
照3组。
47.铅：波长：283.3nm，灯电流：4.5ma，狭缝：0.7nm，自动进样器进样；
48.铅：二次方程拟合曲线，回归曲线y＝(0.005056+0.003413x)/(1+0.005291x)，相关系数r＝0.9993；
49.计算式：x＝(c
1-c0)
×v×
1000/(m
×
1000)；
50.式中x为样品中铅的质量分数，单位：μg/kg；c1为测定用试样中铅的质量浓度，单位：μg/l；c0为试样空白液中铅的质量浓度，单位：μg/l；v为试样处理后的总体积，单位：ml；m为试样的质量，单位：g。
51.光谱分析实验时，实验1组、实验2组、实验3组、对照1组、对照2组和对照3组分别进行10组实验，记录每组实验之间的偏差值、平均回收率以及准确度对比率，记录于表1。
52.表1：各组检测数据记录表
[0053][0054][0055]
由表1可知，将3组实验组和3组对照组相比，实验1组的平均回收率以及准确度对比率高明显优于其余对照组(p＜0.05)，此外，实验1组的偏差值明显底于其余对照组(p＜0.05)。本发明的新型湿法消解方法，通过加热板湿法消解塑料样品，其样品中加入浓硫酸碳化，浓硝酸将碳化后的溶液变澄清，50％盐酸稳定部分元素，产生溶于水的edta络合金属离子，防止产生沉淀，不仅降低高温高压的风险，又解决塑料颗粒普通湿法无法消解，而且防止离子损失，又适用于大批量消解，能大大提高消解工作效率。
[0056]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。