離子色譜法測定橡膠石棉板中氟離子和氯離子

劉琢藝　馮偉偉　王定娜　劉偉　胡銀 李宛瓊　陳云明　梁幫宏　曹騏

【摘 要】研究橡膠石棉板中F-、Cl-的測定方法。高純水超聲提取對橡膠石棉墊片進行預(yù)處理。采用離子色譜儀進行測定，分離柱為IonPac AS11-HC，3×10-3mol/L NaOH溶液為流動相，流速為1mL/min，測定了橡膠石棉板中F-、Cl-的含量，線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9996，0.9995，相對標準偏差≤1.54%，回收率均在85%以上。

【關(guān)鍵詞】離子色譜法;橡膠石棉;氟;氯

中圖分類號： O657.7;TQ332 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）14-0072-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.033

Determination of Fluorine and Chlorine in Asbestos Rubber by Ion Chromatography

LIU Zhuo-yi FENG Wei-wei WANG Ding-na LIU Wei HU Yin

LI Wan-qiong CHEN Yun-ming LIANG Bang-hong CAO Qi

（Nuclear Power Institute of China，Chengdu Sichuan 610005，China）

【Abstract】A method was applied for the determination of F-and Cl- in asbestos rubber.Samples were extracted by ultrasonic wave with high purity water.The analysis was carried out on the ion chromatograph and the IonPac AS11-HC was used as anion separation column.3×10-3mol/L NaOH was used as the eluent at a flow rate of 1mL/min.F- and Cl- in the asbestos rubber were determined.The correlation coefficients were 0.9996 and 0.9995 respectively.The relative standard deviation was less than 1.54% and values of recovery were over 85%.

【Key words】Ion-chromatography;Asbestos rubber;Fluorine;Chlorine

橡膠石棉是由石棉、橡膠和填料經(jīng)壓制而成的，使用時可沖制成各種耐酸堿的密封性能較好的墊圈，作為管道法蘭、高壓容器法蘭及各種機械連接面用的密封材料。HFETR堆本體、一回路和二回路系統(tǒng)中泵閥與管道均采用法蘭聯(lián)接，法蘭聯(lián)接方式需要墊片對其密封，目前采用的是就是橡膠石棉墊片，橡膠石棉墊片是由工作人員用橡膠石棉板按需要加工成不同規(guī)格墊片。

由于橡膠石棉墊片為堆內(nèi)使用，其中氟離子和氯離子的存在可引起不銹鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力腐蝕破裂，因此橡膠石棉墊片中氟離子和氯離子的含量需滿足相關(guān)規(guī)范，以確保反應(yīng)堆安全運行。

目前針對于橡膠石棉墊片中雜質(zhì)陰離子的分析報道較少，通常氟離子和氯離子的測量采用離子色譜法，但橡膠石棉墊片屬于不溶性固體，無法溶解后進樣。故本文采用高純水超聲提取對橡膠石棉墊片進行預(yù)處理，采用離子色譜法測定了提取液中氟離子和氯離子的含量。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

DIONEX ICS-3000型離子色譜儀：配有抑制型電導(dǎo)檢測器，分離柱為IonPac AS11-HC陰離子分析柱;分析天平：最小感量0.01mg;150mL聚四氟乙烯燒杯;100mL聚四氟乙烯容量瓶;實驗用水為18.2MΩ·cm的高純水。

1.2 色譜條件

采用等度淋洗，淋洗液為30mmol/L NaOH溶液，淋洗液流速1mL/min;溫度：30℃;進樣量：20μL。開機并預(yù)熱2h，待系統(tǒng)穩(wěn)定后即可進樣測定。

1.3 預(yù)處理方法

由于氟、氯離子的測量通常采用離子色譜法進行分析，而離子色譜儀要求液體進樣，對于不溶性固體樣品的溶解若加入酸進行溶解，會嚴重干擾樣品中氟、氯離子的測量，因此離子色譜分析樣品前處理技術(shù)中，對于不溶性固體樣品中可溶性組分的提取，最簡便有效的方法是浸取法，即直接用超純水或淋洗液提取，也可以用適量的酸、堿、鹽或緩沖溶液以提高浸取的效率;另外，為了充分提取，一般輔以振蕩或超聲波處理。因此，本實驗對超聲浸取法進行了研究。

1.3.1 提取劑的選擇

為選擇合適的浸取劑，分別用30mmol/L NaOH溶液和高純水進行了超聲提取試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NaOH溶液提取出來的各離子經(jīng)離子色譜分析的色譜峰面積與高純水的無異。故本實驗采用高純水作為浸取劑。

1.3.2 高純水用量的確定

取橡膠石棉墊片碎片6份，5g/份，分別取高純水30mL、45mL、55mL、65mL、75mL、90mL，于室溫下超聲浸取相同時間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高純水用量≤45mL時，離子浸取不完全;隨著高純水用量的增大，浸取液中的離子濃度降低;高純水用量65～75mL時，離子濃度最大，故選擇去離子水用量70mL。

1.3.3 浸取時間的確定

為選擇合適的提取時間，取橡膠石棉墊片碎片5份，5g/份，于室溫下分別超聲浸取30、45、60、75和90min。結(jié)果表明，F(xiàn)-和Cl-的浸取量均隨浸取時間的延長而變化，在60min處出現(xiàn)最大值，因此超聲浸取時間選擇60min。

1.4 樣品測定

取橡膠石棉墊片2份5g/份，分別放至2個150mL聚四氟乙烯燒杯中，燒杯中分別加入高純水70mL，其中一個燒杯中加入1mL含氟、氯離子的標準溶液（其中F-：200mg/L，Cl-：300mg/L），室溫下分別超聲浸取60min，過濾，濾液轉(zhuǎn)移至100mL聚四氟乙烯容量瓶中，高純水定容至刻度。濾液經(jīng)0.45μm過濾微膜過濾后進行離子色譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液濃度及流速

淋洗液濃度及流速直接影響離子的分離效果、靈敏度和出峰時間，結(jié)果表明：以3×10-3mol/L氫氧化鈉溶液為淋洗液，流速為1mL/min時，樣品溶液能達到滿意的分離。

2.2 標準曲線的繪制

配制5個不同濃度的含F(xiàn)-、Cl-的標準溶液，以峰面積A對質(zhì)量濃度C（mg/L）做標準曲線，得到各離子的回歸方程見表1。

2.3 精密度與準確度實驗

在上述條件下，對樣品溶液進行6次平行測定，計算其精密度，結(jié)果見表2。由表可知，各離子的相對標準偏差均小于2%，表明其重復(fù)性良好。

2.4 加標回收率實驗

在上述實驗條件下，加入標準溶液進行超聲提取后測定，回收率取3次平行實驗的平均值，結(jié)果見表3。由表3可見，F(xiàn)-、Cl-的回收率分別為85.7%、106.2%，結(jié)果表明，本分析方法準確可靠，符合測定要求。

3 結(jié)論

采用高純水超聲浸取法對橡膠石棉樣品進行預(yù)處理，用離子色譜法測定浸出液中F-、Cl-，分析方法準確可靠，測量結(jié)果精密度良好，滿足樣品的分析要求，同時橡膠石棉樣品中含氯量遠小于國際核電規(guī)范體系RCC-M 2007：F6400中橡膠石棉含氯量不超過0.25%的要求，可安全用于HFETR堆內(nèi)使用。

【參考文獻】

[1]范云場，朱巖.離子色譜分析中的樣品前處理技術(shù)[J].色譜，2007，25（5）：633-640.

[2]丁曉靜，牟世芬.離子色譜中的樣品前處理新技術(shù)[J].環(huán)境化學，2001，20（5）：507-516.

[3]葉明立，施青紅，王一琦.離子色譜樣品預(yù)處理技術(shù)[J].現(xiàn)代科學儀器，2004，2：49-53.

[4]田松柏.離子色譜分析中的樣品預(yù)處理[M].巖礦測試，1999，18（1）：77-79.

[5]牟世芬，劉克納.離子色譜方法及應(yīng)用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2000：220-222.

[6]陳文蕾，揚瑞康，邵光灼.活性碳預(yù)分離-離子色譜法分析食用色素中無機陰離子[J].食品工業(yè)科技，1997（4）：80-83.

[7]薜光璞，牛星梅.在離子色譜法中用碳18小柱預(yù)處理有機污染物水樣[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，1994，6（2）：59-60.

[8]李良，王晴，江勇，等.離子色譜法同時測定奶粉中亞硝酸根、硝酸根、氯離子和磷酸根[J].理化檢驗-化學分冊，2007，43（10）：835-837.

[9]王少明，王愛萍，荀其寧.離子色譜法在有機物和高分子材料分析中的應(yīng)用[J].分析試驗室，2003，22（2）：18-20.