Приложение А (справочное). Практическое определение содержания ртути в полимерах, металлах и электронных устройствах посредством CV-AAS, CV-AFS, ICP-OES и ICP-MS

Приложение А
(справочное)

Практическое определение содержания ртути в полимерах, металлах и электронных устройствах посредством CV-AAS, CV-AFS, ICP-OES и ICP-MS

А.1 Оборудование

Ниже приведен пример используемого оборудования.

Рисунок А.1 - Нагревательный реактор, оснащенный реакционным сосудом, дефлегматором и абсорбционным сосудом

Таблица А.1 - Программа микроволнового разложения (пример) образцов (выходная мощность для пяти сосудов)

Операция	Время, мин	Выходная мощность, Вт	Давление ограничено до, МПа
1	5	400	3,5
2	5	600	3,5
3	12	800	3,5
4	20	800	4,0
5	3	500	4,0
Стадия вентиляции	20	0	-

А.2 Термическое разложение - система амальгамации золота

А.2.1 Общая информация

Система состоит из фильтра для удаления ртути, печи для нагрева образца, печи для разложения образца, охлаждающий осушитель, печь для сбора ртути, абсорбционная ячейка для атомно-абсорбционной спектрометрии методом "холодного пара" или флуоресцентная ячейка для атомно-флуоресцентной спектрометрии методом "холодного пара", переключающий клапан, аспиратор, расходомер и т.д. Однако некоторые из таких факторов как эффект матрицы, коэффициент разбавления и искажения полученных результатов должны быть подтверждены для данного метода.

А - фильтр для удаления ртути; В - трубка для сгорания; С - печь для нагрева образца; D - печь для разложения образца; Е - газовая промывалка; F - осушитель; G - печь для сбора ртути; Н - трубка для сбора ртути; I - атомно-абсорбционная ячейка "холодного пара"; J - переключающий клапан; K - ловушка ртути; L - аспиратор; М - расходомер

Рисунок А.2 - Схема оборудования с AAS (пример)

А.2.2 Газ-носитель

В качестве газа-носителя обычно используется воздух. Газ, обогащенный кислородом, также может быть использован в качестве газа-носителя.

Кислород может привести к взрыву вследствие быстрого сгорания в печи для нагрева образца, в результате чего мгновенно появляется большое количество продуктов сгорания, которые могут превышать катализаторную способность нижнего потока печи разложения, или часть ртути, получаемой при разложении, может изменяться в оксид ртути. Следовательно, температура нагрева и скорости потока должны быть тщательно подобраны. Для флуоресцентной спектрометрии необходимо применение газа Ar.

Вся ртуть в газе-носителе должна быть удалена с помощью фильтра, изготовленного из активированного угля или золотой сетки.

А.2.3 Нагревательный элемент

Трубка для сгорания изготовлена из керамики или кварца. Сосуды для образцов сделаны из жаропрочных материалов. При анализе жидких образцов, сосуд должен быть изготовлен из кварца или керамики (не содержащих ртуть).

А.2.4 Печь для разложения

Катализатор, такой как оксид марганца, оксид меди, оксид кобальта или оксид платины, помещают через трубку для сжигания в печь для разложения таким образом, чтобы разложить любые органические вещества, и соединения ртути, при этом температура и скорость газа-носителя должны быть тщательно установлены для предотвращения образования оксида ртути.

А.2.5 Оборудования для мытья и сушки

Если система имеет точку переохлаждения в ее трубах и нуждается в осушения влаги, охлаждающий осушитель удобнее в обращении и обслуживании, чем осушители, в которых в качестве влагопоглотителя используют перхлорат магния. Также более эффективные результаты были получены, когда газовые промывалки использовались до сушки. Стандартный буферный раствор должен быть использован для стирки газа.

А.2.6 Трубка для сбора ртути

Пример трубки для сбора ртути приведен на рисунке А.3.

В центре кварцевой стеклянной трубки расположено углубление, содержащее, в указанном порядке, мелкую стружку кварцевого стекла, ртутную ловушку, и мелкую стружку кварцевого стекла.

А - кварцевая стеклянная трубка; В - ртутная ловушка; С - мелкая стружка кварцевого стекла

Рисунок А.3 - Трубка для сбора ртути (пример)

Термоустойчивый пористый носитель (перлит), покрытый золотом, используется в качестве ртутной ловушки. Печь для сбора ртути должна быть предварительно нагрета до 150 °С, чтобы предотвратить сбор органических газов и воды в ловушке. Органические газы и вода, при попадании в абсорбционную или флуоресцентную ячейку, будут создавать помехи для измерения ртути.

А.2.7 Анализ содержания ртути в CCFL

В случае CCFL-образца, пары ртути возбуждают часть паров ртути полученных при нагревании осколков CCFL-лампы. Полученные пары ртути затем попадают в атомно-абсорбционный спектрометр для измерения количества ртути без амальгамации. Интегратор начинает излучать ультрафиолетовые лучи, как только начинается нагрев.

Схема (пример) спектрометра для термического разложения/атомной абсорбции для CCFL показана на рисунке А.4.

А - устройство удаления ртути; В - воздушный насос; С - кварцевая нагревательная трубка; D - кварцевая лодочка; Е - кварцевая абсорбирующая кюветка; F - ртутная лампа; G - атомно-абсорбционный детектор; Н - сумматор; I - элемент питания с контроллером; J - нагреватель

Рисунок А.4 - Схема (пример) спектрометра для термического разложения/атомной абсорбции для CCFL

А.3 Параметры приборов

Указанные параметры приборов - это примеры рабочих параметров приборов, которые могут быть разными, так как для отдельных приборов могут понадобиться альтернативные параметры. Рекомендуется использовать указанные значения длины волн и отношения массы к заряду; выбор других параметров в данном контексте может привести к недостоверным результатам.

a) CV-AAS (Атомно-абсорбционная спектрометрия холодного пара):

- источник света: безэлектродная разрядная лампа или лампа с полым катодом;

- длина волны: 253,7 нм;

- ширина спектральной полосы: 0,7 нм;

- продувочный газ: N ₂ или Ar.

b) CV-AFS (Атомно-флуоресцентная спектрометрия холодного пара):

- источник: Hg лампа с полым катодом, ток 30 мА, длина волны: 253,7 нм;

- отрицательное высокое напряжение 360 В;

- температура печи 800 °С;

- газ-носитель потока Ar 0,6 л/мин, защитный газ 1,0 л/мин;

- промывочная вода: 6 %-ная HNO ₃.

c) ICP-OES (Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой):

- длина волны Hg: 194,227 x 2 (2-й порядок) нм;

- мощность высокочастотного генератора: 1150 Вт;

- частота высокочастотного генератора: 27,12 МГц;

- давление Ar: 0,16 МПа;

- газ-носитель Ar: охлаждающий газ 14 л/мин, вспомогательный газ: 0,5 л/мин;

- интенсивность поглощения образца 1,6 л/мин.

d) ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой):

- m/z = 199, 200, 201, 202 (отношение массы к заряду Hg);

- мощность высокочастотного генератора: 1200 Вт;

- частота высокочастотного генератора: 27,12 МГц;

- давление Ar: 0,28 МПа;

- газ-носитель Ar: охлаждающий газ 16 л/мин, вспомогательный газ 1,0 л/мин.

Положение горелки, отбор образца по глубине, горизонтали, вертикали; линзы - все условия должны быть оптимизированы перед проведением измерения.

e) TD(G)-AAS (Атомно-абсорбционная спектрометрия методом термического разложения (амальгамации золота):

- источник света: Ртутная (с парами) лампа низкого давления;

- длина волны: 253,7 нм;

- газ-носитель: воздух или кислород.