1、固相萃取技术在六价铬检测中的应用Application of solid phase extraction technique chrome() testing高惠明 * 汤振华 蒋琴 周春娣Gao Huiming Tang Zhenhua Jiang Qin Zhou Chundi（昆山市产品质量监督检验所，江苏昆山，215300）(Kunshan institute of supervision Inspection on Product Quality, Jiangsu Kunshan.215300)摘 要：欧盟 RoHS 指令中有害物质包括：Pb、Hg、Cd、Cr 6+、PBB 和PB
2、DE。而六价铬的检测方法主要有：针对聚合物材料和电子材料的 US EPA3060A 碱溶提取，采用 US EPA7196A 比色定量检测。上述方法不能很好地解决深色试样提取液颜色对比色的影响。本文采用固相萃取技术对样品进行处理，从而很好地克服了提取液颜色对比色影响的难题。关键词：六价铬，固相萃取，脱色Abstract: The hazardous substances in the EU ROHS containing: Pb、Hg 、Cd、Cr6+、PBBS and PBDES. But the examination method of the chrome() mainly has: T
3、he alkali of US EPA3060A that aims at the polymer materials and the electronics materials , Adopt the US EPA7196A compares the color fixed amount examination. But the above-mentioned method cant resolve the question that the deep sample extraction color interferes with comparison. This paper present
4、 solid phase extraction technique in sample treatment, It greatly overcome the difficulty.Key words: Chrome(), Solid phase extraction, Decolor1、固相萃取技术的原理：固相萃取（Solid Phase Extraction , SPE）是一个由柱色谱分离过程、分离机理、固定相和溶剂的选择等组成的试样预处理技术，由液固和液相色谱技术相结合发展而来，与高效液相色谱有许多相似之处。SPE 实现了选择性的提取、分离、浓缩三位一体的过程，操作时间短、样品量小、干扰物
5、质少，借助于SPE 可*作者简介：高惠明，男，1966 年出生，高级工程师，本科以实现：从试样中除去对以后的分析有影响的物质、富集痕量组份、试样脱盐等。2、固相萃取柱的类型：常用的固相萃取柱的类型有极性柱、非极性柱、阳离子交换柱、阴离子交换柱、共价型柱等。极性柱：CN、NH、PSA 、COH、Si等，非极性柱：C18、C8 、C2 、CH 、CN、pH等，阳离子交换柱：SCX、PRS、CBA等，阴离子交换柱：SAX、PSA 、NH2等，共价型柱：PBA等。根据目标化合物性质和样品类型选择合适的固相萃取柱。3、固相萃取柱填料的选择：固相萃取技术能否在六价铬检测中应用的关键是萃取柱填料的选择。要选
6、择一种既能对深色试样提取液脱色效果好，同时填料对六价铬又基本无吸附的固相萃取柱。像LC-Si（无键合硅胶）和LC-Florisil（硅酸镁填料）由于脱色能力不理想，不适合在六价铬检测中应用，而像活性碳填料虽然脱色效果好，但是对六价铬又具有较强的吸附性，所以也不适合在六价铬检测中应用。我们通过大量的试验，找到了能同时满足以上二方面要求的填料，试验取得了满意的结果。4、固相萃取技术在六价铬检测中的运用：欧盟 RoHS 指令中有害物质六价铬 Cr6+的检测方法主要有：针对聚合物材料和电子材料的 US EPA3060A 碱溶提取，采用 US EPA7196A 比色定量检测的方法。然而提取液的颜色是困扰
7、人们六价铬检测的一大难题，简单地采用把未加二苯卡巴肼显色的提取液作为空白的方法，很难得到满意的结果。而采用固相萃取技术操作简单、省时且效果好，回收率高，是较为理想的方法。1试验部分1.1 主要试剂(a)硝酸：浓硝酸，分析纯或光谱纯，2025避光保存；(b)碳酸钠：无水,分析纯 2025 密封保存；(c)氢氧化钠：分析纯 2025密封保存；(d)氯化镁：MgCl 2(无水) ，分析纯 2025 密封保存；(e)磷酸缓冲液：将 87.09gK2HPO4 和 68.04gKH2PO4 溶解于 700ml 蒸馏水中,然后移至 1L 的容量瓶中稀释至刻度线；(f)提取液：在 1L 的容量瓶中用蒸馏水溶解
8、 20.00.05gNaOH 和30.00.05gNa2CO3，然后稀释至刻度线，2025下密封保存于聚乙烯瓶中；(g)重铬酸钾溶液：将 141.4mg 的干燥重铬酸钾 K2Cr2O7(分析纯)溶解于蒸馏水中，然后稀释至 1L(1ml=50ugCr6+)；(h)重铬酸钾标准液，将上述配置的 20ml 的重铬酸钾溶液稀释至100ml（1ml=10ugCr 6+） ；(i)硫酸 10%(v/v)：将经蒸馏得到的或光谱纯的 10ml 硫酸（H 2SO4）用蒸馏水稀释至 100ml；(j)二苯卡巴肼溶液：将 250mg1.5二苯卡巴肼溶解于 50ml 丙酮中，然后储存于棕色瓶中；1.2 主要仪器设备(
9、a)分光光度计 ：UV-2802S 尤尼卡；(b)振荡器：圆周形水平振荡,频率每分钟 50150 次；(c)经校准的 PH 计：其精度应在 0.03,测量范围 014；(d)电子天平：精度为 0.1mg；(e)真空过滤器及 0.45um 过滤膜；(f)立盖式多歧管装置；(g)固相萃取柱(120/400 mesh)1.3 试验步聚1.3.1 提取称取 5g 经粉碎的样品，将称好的样品放入一个适当的消解皿中，用量筒量取 501ml 提取液（1.1.f）加入到样品中,同时加入大约 400mg 的MgCl2（1.1.d ）和 0.5ml 磷酸缓冲液（1.1.e） ，将消解皿放入振荡器中（9095 ）恒
10、温搅拌 1 小时以上。取出消解皿，用 0.45um 过滤膜在真空过滤器上过滤，用蒸馏水冲洗滤膜，将滤液和冲洗水移至一个 100ml 容量瓶中，缓慢滴加硝酸，调节溶液的 PH 值至 7.50.5,并定量至 100ml。1.3.2 样品的预处理将立盖式多歧管装置（1.2.f）与固相萃取柱（1.2.g）连接好，从 100ml 待测液中吸取一定量通过固相萃取柱处理，取 10ml 蒸馏水冲洗固相萃取柱，收集经过处理后的待测液和冲洗水。1.3.3 校准曲线分别吸取六价铬标准溶液（1.1.h）1ml，2ml，3ml，4ml，5ml，10ml 于200ml 烧杯中，补加蒸馏水至 50ml，加入 2.0ml 二
11、苯卡巴肼溶液并搅拌，缓慢滴加硫酸（1.1.i） ，调节溶液 PH 值至 20.5，将上述标准溶液移至 100ml 容量瓶中定容（相当于标准溶液中六价铬的浓度为0.1ug/ml，0.2ug/ml，0.3ug/ml，0.4ug/ml，0.5ug/ml ，1ug/ml ） ，静置 5 到 10 分钟充分显色。如果样品中 Cr6+的浓度超出了原来的标准曲线范围，应利用其它浓度范围的校准曲线。将适量静置后的标准溶液置于 1cm 的比色皿中，在540nm 处测吸光度值,并建立浓度吸光率校正曲线。试剂空白：在一个 200ml 烧杯中加蒸馏水 50ml，加 2.0ml 二苯卡巴肼溶液并搅拌，调节溶液 PH 值
12、至 20.5 并容至 100ml，用此试剂空白校分光光度计归零，以排除试剂空白影响。1.3.4 样品的测定取 1.3.2 经处理后的提取液补加蒸馏水至 50ml，加入 2.0ml 二苯卡巴肼溶液并搅拌，缓慢滴加硫酸调节溶液 PH 值至 20.5，将上述试样移至 100ml 容量瓶中并定容至 100ml，测出试样的吸光度 E1。采用同样方法，但不加二苯卡巴肼显色进行同样的测定，得出吸光度 E2。1.3.5 结果计算120/EXmFV式中: X 样品中六价铬的含量（mg/kg）;E1 试样相对于试剂空白的吸光度；E2 不加二苯卡巴肼显色的试样相对于试剂空白的吸光度；m 样品称样量（g） ；F 校准
13、曲线的计算因子；V 吸取试样的体积数（ml）2、结果与讨论2.1 提取液经过固相萃取技术处理和未经固相萃取技术处理，采用未加二苯卡巴肼显色的提取液作为空白的检测结果比较样品按 1.3.1 提取，将提取液分成 2 份，一份未经 1.3.2 固相萃取技术处理，采用未加二苯卡巴肼显色的提取液作为样品空白，直接按 1.3.4 和 1.3.5 测定和计算。另一份按 1.3.2 经过固相萃取技术处理，然后再按 1.3.4 和 1.3.5 测定和计算，结果见表一。检测结果序号 样品名称 未经处理（Cr 6+ mg/kg） 经过固相技术处理后 （Cr 6+ mg/kg）1 染料 溶剂黄 21 52.2 44.
14、52 染料 溶剂红328 142.8 98.33 染料 溶剂黑 34 87.1 63.34 染料 溶剂橙 62 61.9 50.0表一 样品颜色对检测结果的影响由表 1 可以看出，由于样品颜色较深，样品提取液颜色对检测结果影响较大，与采用固相萃取技术对提取液经过处理后的检测结果相比，相差较大。2.2 采用固相萃取技术对样品处理后检测回收率取四种试样，每种称取 5g，按 1.3.1 提取，然后将 100ml 试样分成 10 份，其中 5 份经过固相萃取柱处理，5 份不过。在过固相萃取柱的 5 份试样中，1 份作试样空白，4 份分别加入浓度为 10ug/ml 的标准六价铬溶液1ml，5ml，10m
15、l，30ml 即相当于加入六价铬各 10ug，50ug，100ug，300ug，不经过固相萃取柱脱色的样品同样加入标准，经 1.3.3 和 1.3.4，结果见表二未经处理（Cr6+ mg/kg ） 经过固相技术处理后 （Cr6+ mg/kg）样品名称不加标加 标10g加 标50g加标100g加 标300g不加标加 标10g加 标50g加 标100g加 标300g染 料溶剂黄 21 52.2 71.9 131.8 190.3 447.0 44.5 54.3 94.0 143.2 340.7回收率 - 197.0 159.2 138.1 131.6 - 98.0 99.0 98.7 98.7染 料
16、溶剂红 328 142.8 160.4 218.2 298.1 549.9 98.3 107.9 146.3 194.0 389.8回收率 - 176.0 152.0 155.3 135.7 - 96.0 96.0 95.7 97.2染 料溶剂黑 34 87.1 108.2 176.3 240.0 499.2 63.3 73.0 112.6 161.5 355.4回收率 - 211.0 178.4 152.9 137.4 - 97.0 98.6 98.2 97.4染 料溶剂橙 62 61.9 84.4 160.1 233.3 511.2 50.0 60.2 100.3 153.7 355.1回
17、收率 - 225.0 196.4 171.4 149.8 - 102.0 100.6 103.7 101.7表二 检测结果回收率由表二可以看出，样品经过固相萃取技术处理后的回收率为95.7103.7，令人满意，试验说明固相萃取柱填料对六价铬基本没有吸附，使用固相萃取柱是安全、可靠的。没有经过处理的样品，由于这类样品提取液有颜色，回收率不令人满意，说明样品颜色对六价铬的检测影响较大。2.3 检测结果重复性取二份染料样品各 5g，按 1.3.1 提取，经 1.3.2 固相萃取柱处理，按 1.3.3和 1.3.4 测定 9 次，结果见表三样 品 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 标准差染料
18、 溶剂黄 21（Cr 6+ mg/kg） 44.5 42.7 45.5 43.2 43.9 46.2 43.8 45.5 45.2 1.2染料 溶剂黑 34（Cr 6+ mg/kg） 64.9 63.3 62.0 61.7 62.5 64.5 63.5 63.8 63.5 1.1表三 采用固相萃取技术检测结果的重复性由表三可以看出检测结果的标准偏差分别为 1.2mg/kg 和 1.1mg/kg。由此可见，采用固相萃取技术对样品处理过程的重现性较好。2.4 结论固相萃取柱的使用克服了提取液颜色较深样品对比色的干扰，效果比较令人满意，通过对萃取柱填料合理的选择，完全可以克服了萃取柱填料对六价铬的吸附问题，方法回收率高，且快速准确，操作简单，无须贵重仪器，所需成本低，经过固相萃取柱处理后提取液的本底吸光度大幅度降低，提高了检测的灵敏度和准确性，是一种较理想的样品前处理方法。参考文献1、US EPA3060A ALKALINE DIGESTION FOR HEXAVALENT CHROMIUM2、US EPA7196 CHROMIUM，HEXAVALENT(COLOR IMETRIC)3、环境样品前处理技术，化工出版社，江桂津，20044、固相萃取技术，天中书刊
