一、前言
RoHS指令即《關于限制在電子電氣設備中使用某些有害成分的指令》,是由歐盟立法制定的一項強制性標準,旨在減少電子電氣產品中有害物質的使用,降低對環境和人體健康的危害。在RoHS指令中,鉛(Pb)和鎘(Cd)是受限的重金屬,其含量分別不得超過1000 mg/kg(0.1%)和100 mg/kg(0.01%)。
IEC 62321系列標準是國際電工委員會(IEC)發布的針對電子電器產品中特定有害物質的檢測標準,也是RoHS指令中重金屬檢測的主要依據。其中IEC 62321-5:2013規定了使用原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES)和電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定電技術產品中鉛(Pb)、鎘(Cd)和鉻(Cr)的測試方法。它適用于三種類型的基質:聚合物/塑料部件、金屬和合金以及電子產品。使用微波消解儀將樣品中的有機物和無機物分解為可溶性鹽類,根據檢測結果判斷樣品是否符合RoHS指令的限值要求。
二、儀器與試劑
2.1、儀器
新儀TANK微波消解儀,趕酸器,分析天平(十萬分之一)等
2.2、試劑
硝酸(68%),過氧化氫(30%)、鹽酸(37%),氫氟酸(40%),硫酸(98%)
三、實驗方法
3.1、樣品制備
將電子電氣產品拆解為均質材料(如塑料、金屬、橡膠等),以便單獨檢測。將拆解分類好的樣品研磨或粉碎成較小的顆粒或粉末狀,使化學試劑能夠充分與樣品混合。
3.2、方法一(適用橡膠樣品)
稱取樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入8mL硝酸和1mL過氧化氫,組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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200
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40
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3.3方法二(適用塑料樣品)
稱取樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入1mL硫酸,將消解罐放置在趕酸器上120℃加熱30min取下冷卻后,補加8mL硝酸,組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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210
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60
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3.4、方法三(適用金屬和合金樣品)
稱取樣品0.2g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入2mL硝酸和6mL鹽酸,靜置10min左右(如樣品仍在反應產生氣泡,需延長靜置時間或添加預處理),組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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20
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3.5、方法四(適用陶瓷樣品)
稱取樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入5mL硝酸和5mL氫氟酸,組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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210
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30
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3.6、方法五(適用電子元件樣品)
稱取樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入6mL硝酸、2mL鹽酸和2mL氫氟酸,組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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210
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30
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3.7、方法六(適用油墨樣品)
稱取樣品0.1g(精確至0.1mg)置于消解罐中,加入6mL硝酸、1mL過氧化氫和1mL氫氟酸,組裝消解罐,按照下表設置參數進行消解實驗:
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階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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200
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5
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4
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220
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40
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四、注意事項
由于樣品種類紛繁復雜,試劑種類繁多,實驗環境各不相同,所以消解時選擇的壓力、升溫及保溫時間、溶劑的選擇和配比等,僅供用戶參考。希望用戶根據自己樣品的特點,參考我們所提出的方法及條件,進行試驗。
雙氧水和硫酸都具有增強混酸氧化能力的作用,但硫酸使用需要特別注意,對于有些樣品如果加硫酸消解,會發生劇烈反應,所以只有對那些僅硝酸和雙氧水不能消解完全的樣品,才滴加硫酸。
五、參考標準
IEC 62321-1:2013:簡介和概要。
IEC 62321-2:2013:樣品的拆卸、拆解和機械拆分。
IEC 62321-3-1:2013:使用X射線熒光光譜儀對鉛、汞、鎘等進行篩選。
IEC 62321-4:2013:使用CV-AAS、CV-AFS、ICP-OES和ICP-MS測定汞。
IEC 62321-5:2013:使用AAS、AFS、ICP-OES和ICP-MS測定鎘、鉛等。