電子電器產品中六價鉻的快速檢測方法

楊啟良

（上海華測品標檢測技術有限公司，上海 201206）

電子電器產品中六價鉻的快速檢測方法

楊啟良

（上海華測品標檢測技術有限公司，上海 201206）

通過對電子電器產品中六價鉻國際標準的研究，結合六價鉻分析實際工作，經過堿液萃取六價鉻后用ICP-OES測定其含量，其測定結果準確度與精密度均符合實驗室要求，且操作簡便、快速、無干擾。

六價鉻；分光光度法；電感耦合等離子體發射光譜法

歐盟于2013年1月27日發布了2002/95/EC指令（The restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment），要求自2006年7月1日起，進入歐盟市場的電子電器產品中六價鉻的含量不得超過1 000mg/kg[1]。2011年7月21日，RoHS2.0即RoHS指令修訂版（2011/65/ EU）取代了舊版RoHS指令（2002/95/EC）；產品管控范圍增加醫療設備（第8類產品）和監控設備（第9類產品），以及第11類即未包括在十類產品內的其他電子電氣產品，從而將管控范圍擴大到除光伏電池板、大型固定產業用具等某些特殊寬免外的所有電子電氣設備[2]。

作為RoHS的協調標準，IEC 62321：2008[3]被廣泛應用于檢測領域，其專業性和適用性更是在實踐中被進一步驗證。其中附錄C部分中比色法測定聚合物和電子裝置中六價鉻的方法被廣泛應用于各個行業。其原理是在酸性條件下，六價鉻和顯色劑（二苯卡巴肼）發生氧化還原反應生成三價鉻，三價鉻和二苯卡巴腙絡合顯色呈紫紅色，用比色法測定六價鉻含量。但樣品溶液濁度和顏色會對比色法造成干擾。當樣品顏色或渾濁物可被去除時，采用雙波長差值法[4]、空白校正[5]、色譜柱分離脫色[6]等方法測定減小干擾；當樣品顏色無法去除，比色法無法準確測定六價鉻含量。

本試驗按照IEC 62321：2008附錄C對不同類型樣品進行前處理，通過UV-Vis和ICP-OES測定六價鉻含量，測定結果說明ICP-OES測定法可準確測定六價鉻含量，且操作簡便。

1 實驗儀器與試劑

試劑：（65%）硝酸，（10%）硫酸，六價鉻標準溶液（濃度為0.1g/L），顯色劑；

儀器：上海欣茂UV-7504型紫外可見分光光度計、1cm比色皿、美國珀金埃爾默Optima 7300DV型電感耦合等離子體發射光譜儀；

其他所需儀器與試劑均同參考文獻[3]。

2 分析方法及結果

2.1 分析方法原理

樣品粉碎，用堿液萃取，恒溫水浴中振蕩，萃取六價鉻，并穩定存在于堿液中；將萃取液過濾后調pH至中性，定容后待測。

UV-Vis分析時，在酸性條件下，六價鉻和顯色劑（二苯卡巴肼）發生氧化還原反應生成三價鉻，三價鉻和二苯卡巴腙絡合顯色呈紫紅色，用比色法測定六價鉻含量。

ICP-OES分析時，在鉻對應的分析波長下測定萃取液中鉻的發射強度，對照標準工作曲線確定其濃度。

2.2 方法步驟

將已拆分的電子電器產品用研磨儀將其粉碎成粉末后，通過0.25mm篩孔的不銹鋼金屬篩。準確稱量2.5g樣品于錐形瓶中，加入50mL堿萃取液（20.0 g±0.05 g NaOH和30.0 g± 0.05 g Na2CO3用去離子水溶解后定容至1L）、400mg MgCl2和0.5mL磷酸緩沖液（87.09 g K2HPO4和 68.04 g KH2PO4用去離子水溶解后定容至1L），90～95℃恒溫水浴中連續攪拌3h，冷卻至室溫，過濾后用硝酸調節pH值在7～8范圍內，如出現沉淀，需再過濾。

同時做加標實驗和空白實驗。測試溶液分別用ICP-OES和UV-Vis分析六價鉻含量。每組測試7個平行樣，每個平行樣重復分析兩次。用ICP-OES分析時，直接測試定容后濾液中Cr含量[7]；用UV-Vis分析時，取20mL溶液于錐形瓶中，用硫酸調pH至1.5～2.5，加入0.5mL顯色劑，轉移至25mL容量瓶中，待測；如果有顏色干擾，可用C18柱或PA凈化柱脫色。

2.3 UV-Vis和ICP-OES測定六價鉻結果分析

2.3.1 氧化銻中六價鉻含量測定

在氧化銻粉末中加六價鉻（1mg/L）標準溶液，其中Sb（Ⅲ）會和Cr（Ⅵ）發生氧化還原反應將Cr（Ⅵ）還原成Cr（Ⅲ），而Cr（Ⅲ）不溶于堿液則被過濾掉，重復進行7組實驗，結果表明（見表1），UV-Vis未測得六價鉻，同時ICP-OES也未測得鉻。由此可知，UV-Vis測試前不顯色，則ICP-OES測試濾液中也不含Cr。

表1 氧化銻中六價鉻加標測試結果mg/L

2.3.2 PC樣品中六價鉻含量測定

對聚合物類樣品進行測試，重復進行7組實驗，結果表明（見表2），ICP-OES的測試結果均值與UV-Vis測試結果均值基本一致，且各組標準偏差都比較低，小于20%[3]，滿足標準要求；

表2 PC樣品中六價鉻測試結果mg/L

2.3.3 粉末顏料六價鉻含量測定

對粉末類樣品進行測試，連續測試7組實驗，結果表明（見表3），ICP-OES的測試結果均值與UV-Vis測試結果均值基本一致，且各組標準偏差都比較低，小于20%[3]，滿足標準要求；

表3 粉末顏料中六價鉻測試結果mg/L

3 結論

本文探討了用堿液萃取三種不同類型樣品中六價鉻，分別用UV-Vis和ICP-OES測定其含量，結果表明，ICP-OES測定法獲得的測定結果均符合實驗準確度與精密度的要求，且操作簡便、快速、無干擾，更適用于實驗室中電子電器產品中六價鉻的測試。

[1]Directive 2002/95/EC of The European Parliam and of the Council on the Restriction of The use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment.Offical Journal of the European Union， 2003，1（27）：19.

[2]Directive 2011/65/EU of The European Parliam and of the Council on the Restriction of The use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment.Offical Journal of the European Union，2011，6（8）：88.

[3]IEC 62321：2008 Annex C，Determination of hexavalent chromium（Cr（VI））in polymers and electronics by the colorimetric method[S]，International Electrotechnical Commission，2008.

[4]李維.用雙波長法消除濁度對六價鉻測定的影響[J].中國衛生檢驗雜志，2004，14（3）：381-382.

[5]MORAIS I，SOUTO M，RANGEL A.Analytical and Bioanalytical Chemistry[J]，2002，373（1/2）：119-122.

[6]LLOBAT-ESTELLES M，MAURI-AUCEJO A R，LOPEZCATALAN M D S.Fresenius Journal of Analytical Chemistry[J]，2001，371（3）：358-363.

[7]US EPA 6010D，INDUCTIVELY COUPLED PLASMA—OPTICAL EMISSION SPECTROMETRY[S]，U.S.Environmental Protection Agency，2014.

《化工設計通訊》雜志簡介

《化工設計通訊》雜志系經國家新聞出版廣電總署批準國內外公開發行的全國性石油化工科技類學術期刊，創刊于1975年，現為月刊，由湖南化工醫藥設計院主辦，主管單位為湖南省石油化學行業管理辦公室。是2014年國家新聞出版廣電總局《第一批認定的學術期刊名單（共5756種）》中的2804號。被美國化學文摘（CA）、中國期刊網（CNKI）、中國期刊全文數據庫（CJFD）、中國學術期刊綜合評價數據庫（CAJCED）、《中國學術期刊（光盤版）》等收錄。是中國科技論文統計源期刊。

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Study on the Rapid Detected Method of Hexavalent Chromium in Electronic and Electrical Products

Yang Qi-liang

In this paper，the research on the international standard of the six valence chromium in the electronic and electrical products is studied，combined with hexavalent chromium analysis of the actual work，after alkaline extraction of hexavalent chromium by ICP-OES determination of its content，the determination of the accuracy and precision are in line with the requirements for laboratory，and the operation is simple，fast，no interference.

Hexavalent Chromium；Spectrophotometry；Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

TN806

B

1003–6490（2016）04–0159–02

2016–03–22

楊啟良（1987—），男，河南焦作人，助理工程師，主要從事有害物質化學檢測工作。