X熒光光譜法快速測試紡織品中鎘標準品的研究

劉婷　吳儉儉　謝維斌　相波英　朱玲琴　高麗紅　李艷

摘要：采用X熒光光譜法（XRF），以自制紡織織物為基底的標準品，快速定性和半定量紡織品中重金屬鎘的含量。研究了不同種類紡織基底標準品、方法的穩定性及織物不同特性對測試方法的影響等。經過比較發現，用聚酯纖維自制的標準品準確度較高，能快速對紡織品中的鎘元素進行篩查檢測。

關鍵詞：X熒光光譜法；紡織品；鎘；標準品

中圖分類號：TS197文獻標志碼：A文章編號：1009-265X（2017）04-0061-04Study on Rapid Determination of Cadmium Standard Substance

in Textiles with X Fluorescence Spectrometry

LIU Ting， WU Jianjian， XIE Weibin， XIANG Boying，

ZHU Lingqin， GAOLihong， LI Yan

（Zhejiang Academy of Science and Technology for Inspection and Quarantine， Hangzhou 311215， China）Abstract：Rapid qualitative analysis and semiquantitative of cadmium （heavy metal） content in textiles were carried out with X fluorescence spectrometry （XRF） and standard substance with selfmade textiles as the substrate. The stability of standard substance with different textile substrates and the effect of different properties of textiles were studied. Comparison shows that selfmade standard substance with polyester fiber is of high accuracy， and can be used for rapid screening and testing of cadmium in textiles.

Key words：Xray fluorescence spectrometry； textiles； cadmium； standard substance

1試驗

1.1試劑、材料與儀器

試劑：硝酸鎘（阿拉丁）、硼酸鋰（國藥試劑）、硝酸（永華化學科技有限公司）、氟硼酸（阿拉丁）、過氧化氫（兩隴化工），均為分析純。鎘標準溶液（1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心），微晶纖維素（國藥試劑），超純水。

材料：棉、毛、聚酯纖維紡織標準貼襯（上海市紡織工業技術監督所），陶瓷碾缽。

儀器：720電感耦合等離子體發射光譜儀（美國瓦里安公司），MARS5微波消解儀（美國CEM公司），EDX720熒光光譜儀（日本島津公司），YP2壓片機（上海山岳科學儀器有限公司），HZST420軋車（杭州三拓印染設備技術開發有限公司）。

1.2樣品的制備

1.2.1壓片法

稱取一定量的硝酸鎘，加入適量硼酸鋰，置于陶瓷碾缽，碾磨均勻，作為標品原濃度。用硼酸鋰稀釋得到不同濃度的標準品。將棉、羊毛和聚酯等纖維樣品充分剪碎，再將已稀釋的鎘鹽分別加入各碎樣中碾磨壓片。

1.2.2浸軋法

將一定大小的織物浸入浴比為1∶50（重量比）鎘溶液中，充分浸泡后，取出織物，在一定軋車壓力下，采用兩浸兩軋的方式，以保證織物的均勻，然后放置平整，在通風條件下晾干，備用。

1.2.3消解法

稱取0.25～0.5 g樣品，加入4 mL硝酸、1 mL過氧化氫和1 mL氟硼酸，190 ℃微波消解30 min，待冷卻后轉移至25 mL容量瓶純水定容待測。

1.3測試條件

1.3.1電感耦合等離子體發射光譜法

電感耦合等離子體發射光譜法的測試條件見表1。

2結果與討論

2.1壓片法與浸軋法均勻性比較

先后用浸軋法和壓片法制備不同纖維標準樣品，分別隨機取3個點，采用X熒光光譜法測試樣品中重金屬鎘的均勻性（表3）。浸軋法制得的樣品中重金屬測試相對標準偏差基本大于20%，說明用浸軋法制得的樣品均勻性存在問題，且樣品的均勻性較差，并且該法難以控制樣品的濃度，尤其是低濃度樣品，而壓片法制得的樣品重金屬測試相對標準偏差基本小于20%，壓片法均勻性優于浸軋法是非常明顯的。因此，選用壓片法制備標準品。

2.2.1壓片法制樣的理論濃度與ICP測試結果

比較試驗分別用棉、羊毛、聚酯纖維3種標準貼襯，選擇壓片法制得鎘的各檔質量分數的標準樣品，消解后采用等離子體發射光譜分析（ICP）檢測（表4），并與實際添加質量分數進行比較，相對偏差均小于10%，而使用聚酯纖維貼襯時的相對偏差較小，準確度更高。

2.2.2基材的確定

由于微晶纖維素是一種純凈的纖維素解聚產物，呈結晶粉末狀，容易碾磨，本身不含重金屬元素，因此考慮用壓片法將重金屬鹽類添加入微晶纖維素中，制成微晶纖維素陽性樣品片劑。試驗將棉、羊毛、聚酯纖維基材充分剪碎，添加不同量鎘元素，碾磨壓片，制得含鎘系列濃度自制標準片劑（標品號1-6），用XRF法測試強度（表5），制作標準曲線。以此類曲線分別測試已知質量分數的微晶纖維素（AF）XRF結果，與ICP結果進行比較（表6）。在強度方面，雖然添加質量分數相同，但是不同基材制成的片劑強度有所差異，聚酯纖維的強度大于其他兩種基材，這也可能是因為不同基材在碾磨過程中對鎘元素硝酸鹽的粘附能力不同所致，棉和羊毛作為基材的標準曲線下對微晶纖維素中鎘的含量測試結果接近，而且質量分數越高越接近，但是與ICP的結果相差很大。這說明，在制作以棉和羊毛為基材的標準片劑時，金屬硝酸鹽的粘附偏少，導致結果偏高。并且毛不易成型，片劑很容易松散掉屑，不適合壓片。同時曲線的線性較好又說明棉和羊毛對鎘的粘附是同比例縮小。分析產生的原因可能與毛、棉自身的纖維結構特性有關。

2.3檢測低限的確定

以表5中聚酯纖維為基材的添加質量分數和測試強度繪制標準曲線（圖1）。試驗選擇一批鎘質量分數較低的紡織樣品，用ICP法測得的結果作為樣品的真值，XRF法以自制聚酯纖維基材作為標準品，測試同一批樣品中鎘，比較兩種方法的結果（表7）。當樣品中鎘質量分數大于35 mg/kg時，相對誤差明顯減小，且隨著質量分數的增加，相對誤差均小于20%。由于X熒光光譜法自身條件限制，不適合測試低濃度的試樣。根據X射線熒光光譜儀的精度及定性、半定量要求，并結合歐美限制紡織品重金屬鎘質量分數100 mg/kg，為提高準確性并滿足測試需求，確定本方法檢測低限為50 mg/kg。

3結語

X熒光光譜法定性及半定量篩查測定紡織樣品中的鎘，不僅減少傳統方法中化學試劑對環境的污染及對人體的危害，更實現快速篩查檢測，滿足市場需求。從均勻性和標準曲線線性考慮，選擇聚酯纖維貼襯作為XRF法標準品的基材來篩查紡織品中重金屬鎘是合適的。參考文獻：

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（責任編輯：陳和榜）