一種測(cè)定日用陶瓷中可溶性鉛含量的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及日用陶瓷可溶性元素分析技術(shù)，尤其涉及一種測(cè)定日用陶瓷中可溶性鉛含量的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日用陶瓷是日常生活中不可或缺的生活用品，有很多人會(huì)選擇裝飾有美麗釉彩的日用陶瓷等盛放食物，與國內(nèi)食具產(chǎn)品質(zhì)量水平不高相對(duì)的，是國外進(jìn)口產(chǎn)品的低不合格率。按照通關(guān)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，近三年來陶瓷、搪瓷及玻璃食具的檢測(cè)不合格率低于2%。。但由于相對(duì)較長的檢測(cè)周期(實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)需要3個(gè)工作日)，使得進(jìn)口產(chǎn)品的通關(guān)速度無法提升，進(jìn)口商可能需要支付額外的港口貨物暫存費(fèi)用。
[0003]—方面需要嚴(yán)厲監(jiān)管的需求，另一方面是提升檢測(cè)速度的必要性，為了解決這些問題，需要一種快速，簡(jiǎn)便，直觀和靈敏的食具中鉛、鎘含量的快速篩查方法來解決。
[0004]日用陶瓷中含鉛的風(fēng)險(xiǎn)主要來源有:其一，是日用陶瓷等食具在上釉時(shí)需要使用熔點(diǎn)較低的鉛作為助熔劑，故而會(huì)造成釉彩中存在鉛且有可能溶出的風(fēng)險(xiǎn)。隨著工藝的改善，這種類型的含鉛風(fēng)險(xiǎn)有所降低;其二，是日用陶瓷食具上使用的顏料。彩繪日用陶瓷分為釉上彩、釉中彩和釉下彩三種。釉上彩是用顏料制成花紙貼在釉面上或直接以顏料繪于產(chǎn)品表面，再經(jīng)低溫烤燒而成，由于烤燒溫度達(dá)不到釉層熔融的程度，所以花面不能沉入釉中，用手觸摸釉上彩陶瓷，感覺花面有明顯的凹凸感;釉中彩的烤燒溫度可令釉料熔融，顏料可沉入釉中，冷卻后被釉層覆蓋，制品表面平滑，手觸無明顯凹凸感；釉下彩的全部彩飾在瓷坯上進(jìn)行，施釉后經(jīng)高溫一次燒成，花面被釉層覆蓋，看上去光亮、平整，手感光滑。為了使得色澤鮮艷不褪，這類顏料大多添加了大量的鉛、鎘、汞、鉻等有害元素。釉下彩，釉中彩類陶瓷制品上的顏料，其中的有害元素被釉封閉無法溶出，故而較為安全，而釉上彩類制品由于顏料基本暴露在外，存在溶出鉛的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]目前，我國的國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)日用陶瓷中可溶性鉛含量的檢測(cè)方法為《GB/T3534-2002日用陶瓷器鉛、鎘溶出量的測(cè)定方法》，采用4%醋酸溶液于22±2°C下浸泡24小時(shí)，再使用原子吸收光譜儀或者電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)試樣品中溶出的鉛含量。整個(gè)試驗(yàn)周期較長，一般要三天，且要求進(jìn)行多個(gè)樣品的平行試驗(yàn)，耗時(shí)費(fèi)力。
[0006]顯色法測(cè)試重金屬鉛的方法，國內(nèi)已有比較成熟的研究基礎(chǔ)。鉛的顯色法測(cè)定中，常用的顯色劑有雙硫腙，三苯甲烷類堿性染料法，撲啉類顯色法，偶氮胂類顯色法，雙硫腙法雖然靈敏，但測(cè)試過程中需要用到劇毒的三氯甲烷，極不利于環(huán)保；撲啉類顯色法存在一個(gè)致命缺陷，即顯色前后的譜峰波長位移僅為數(shù)十納米(這是由于卟啉類顯色劑在結(jié)合重金屬離子前后，其結(jié)構(gòu)并未發(fā)生明顯的變化)，一般來說，肉眼無法清晰辨認(rèn)這種變化，也難以應(yīng)用至現(xiàn)場(chǎng)快速篩查中去，另外，卟啉類試劑還有顯色速度較慢，需加入附加絡(luò)合劑;偶氮胂類顯色劑，其靈敏度一般比堿性染料類低一個(gè)數(shù)量級(jí);堿性三苯甲烷類染料中，有許多水溶性較差的顯色劑，一旦與鉛離子發(fā)生反應(yīng)，即會(huì)形成小顆粒沉淀。這在工業(yè)上的浮選分離方面很有優(yōu)勢(shì)，但在痕量檢驗(yàn)方面存在不便。二甲酚橙(XO)同是三苯甲烷類染料，由于其結(jié)構(gòu)中存在四個(gè)羧基，呈酸性，水溶性較佳，且與鉛離子的結(jié)合一定程度上造成了其結(jié)構(gòu)的變化，顏色自黃變紅，十分明顯。
[0007]本發(fā)明人針對(duì)上述情況，經(jīng)過不斷的研究，開發(fā)了一種新型擦拭顯色快速檢測(cè)日用陶瓷中可溶性鉛含量的分析方法，該方法具有非常實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決上述不足，提供了一種測(cè)定日用陶瓷中可溶性鉛含量的分析方法。
[0009]本發(fā)明的上述目的通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種測(cè)定日用陶瓷中可溶性鉛含量的分析方法，即:將待測(cè)日用陶瓷樣品洗凈，并自然晾干，然后用專用試劑盒中棉簽蘸取擦拭劑來回擦拭日用陶瓷樣品表面，擦拭30秒后，將棉簽放置在顯色試紙板上，滴上I滴顯色劑，靜置2分鐘，在明亮的光線條件下，與標(biāo)準(zhǔn)工作色階對(duì)照卡進(jìn)行對(duì)照，用目視比色法確定樣品中可溶性鉛含量的結(jié)果范圍。
[0010]其中，專用試劑盒包括:
擦拭劑:醋酸-醋酸鈉緩沖液，濃度為Im01/L，pH為6.0;
顯色試劑包:二甲酚橙鈉鹽0.025%，氯化鈉0.05%，鄰菲啰啉0.2%，氫氧化鈉4.0%和醋酸6.0%所組成的水溶液；
鉛標(biāo)準(zhǔn)工作色階卡:0?200ng范圍內(nèi)。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述顯色劑溶液pH值的確定方法是:取0.025%二甲苯酚橙鈉鹽顯色劑，加入一定量30mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)，前后用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行波長全掃描分析，掃描范圍為300nm?650nm，Pb的加入使0.025% 二甲苯酚橙鈉鹽顯色劑的吸光曲線在580nm左右的峰上升，所以選擇該波長處的吸光度值變化進(jìn)行顯色劑溶液PH值的確定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)顯色劑溶液pH為6.0。
[0012]進(jìn)一步的，所述鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液選自國家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院，濃度為1000mg/L，二甲苯酚橙鈉鹽選自阿法埃莎(中國)化學(xué)有限公司，純度為99%，鄰菲啰啉選自百靈威科技有限公司，醋酸、醋酸鈉、氯化鈉及氫氧化鈉均選自廣州化學(xué)試劑廠，均為分析純。
[0013]進(jìn)一步的，所述紫外可見分光光度計(jì)選自賽默飛世爾科技(中國)有限公司的Evoluton 300紫外可見分光光度計(jì)，pH酸度計(jì)選自美國丹佛公司的UB-7型pH酸度計(jì)。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:鉛的檢出限為20ng，整個(gè)分析測(cè)試過程5?lOmin，傳統(tǒng)方法及標(biāo)準(zhǔn)方法樣品處理需要24h，所以大大縮短分析時(shí)間，提高工作效率。鉛溶出量?擦拭量的擬合曲線回歸系數(shù)大于0.99，說明本發(fā)明采用測(cè)定擦拭量推測(cè)溶出量是可行的。該方法具有簡(jiǎn)便、快速、易操作，能夠滿足日用陶瓷中可溶性鉛含量快速分析的要求。
【附圖說明】
[0015]圖1為二甲苯酚橙鈉鹽溶液加入鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液前后的紫外-可見光譜圖。
[0016]圖2為鉛溶出量與擦拭量關(guān)系圖。
[0017]圖3為鉛標(biāo)準(zhǔn)工作色階卡。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳述。
[0019]在本實(shí)施方式中，測(cè)定日用陶瓷可溶性鉛含量的分析方法選用的儀器為:賽默飛世爾科技(中國)有限公司的Evoluton 300紫外可見分光光度計(jì)，美國丹佛公司的UB-7型pH酸度計(jì)，美國珀金埃爾默股份有限公司的AA 800型且?guī)珷t的原子吸收光譜儀，美國密理博公司的Synery UV超純水系統(tǒng)。
[0020]使用的試劑為:鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液選自國家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院，濃度為1000mg/L，二甲苯酚橙鈉鹽選自阿法埃莎(中國)化學(xué)有限公司，純度為99%，鄰菲啰啉選自百靈威科技有限公司，醋酸、醋酸鈉、氯化鈉及氫氧化鈉均選自廣州化學(xué)試劑廠，均為分析純。
[0021]專用試劑盒包括:
擦拭劑:醋酸-醋酸鈉緩沖液，濃度為Imo I/L，pH為6.0;
顯色試劑包:二甲酚橙鈉鹽0.025%，氯化鈉0.05%，鄰菲啰啉0.2%，氫氧化鈉4.0%和醋酸6.0%所組成的水溶液；
鉛標(biāo)準(zhǔn)工作色階卡:O?200 ng范圍內(nèi)。
[0022]該方法需要配備擦拭劑，其方法是:稱取醋酸鈉54.6g，加I mol/L醋酸溶液20 mL溶解后，加超純水稀釋至500mL。
[0023]為了使鉛能夠被準(zhǔn)確有效地檢出，所選擇的顯色劑首先必須特異性強(qiáng)，能夠排除可能存在的多種干擾離子，其次要在水溶液中有較好的吸光系數(shù)，最后必須有顯著的顏色變化。在大量查閱文獻(xiàn)，并考察了甲臜類(雙硫腙)、三苯甲烷類堿性染料、撲啉類染料、偶氮類染料之后，最終選擇了三苯甲烷類堿性染料一一二甲苯酚橙鈉鹽作為顯色劑。該顯色劑摩爾吸光系數(shù)較高，但易溶于水，且和鉛的顯色反應(yīng)，見圖1所示，使得二甲苯酚橙鈉鹽的吸光曲線在580nm左右的峰明顯上升，同時(shí)440nm左右的主峰下降并位移，這就是二甲苯酚橙鈉鹽溶液中加入鉛顏色由橙黃色變成紅色的原因。
[0024]確定顯色劑溶液pH值及濃度，其方法是:配制0.05%二甲苯酚橙鈉鹽溶液，試驗(yàn)pH值在4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5和7.0時(shí)，加入Pb標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(30mg/L)前后的吸光度值變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)PH為6.0時(shí)，吸光度值變化為最大，所以確定顯色劑溶液pH值為6.0為最佳。為了探討顯色劑濃度對(duì)顯色效果的影響，配制濃度范圍在0.005%?0.5%的二甲苯酚橙鈉鹽溶液，加入一定濃度的鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液使其顯色，對(duì)照不同濃度顯色劑顯色前后的顏色差異，確定顯色劑濃度為0.025%為最佳。
[0025]確定0.025%二甲苯酚橙鈉鹽溶液的顯色容量，其方法是:分別配制濃度為10mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、