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-- 将称量的样品放入微波消解罐,加入5mL硝酸(4.2 c)1))和1mL HF(4.2 e)),添加少量起催化作用的量(比如0.1mL到1mL)过氧化氢(4.2 k))来促进有机物的完全氧化。罐子用盖子盖上,放置在一个微波消解装置(5.2 p))中。样品在微波炉中按照预先制定的程序进行消解。加入硼酸(4.2 j)),形成付络合离子化合物以保护石英矩管(如果没有耐酸试样导入系统可供使用)。冷却后将溶液移入50mL PTFE/PFA容量瓶,并加水(4.2 a))至刻度。得到溶液时浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的每一种溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以50mL的最后体积为参考,对于ICP-OES和ICP-MS(在1:1000稀释步骤之后),在加满之前加入1000uL内标(4.2 w))。

只有在知道样品的活性成分时才能添加过氧化氢。过氧化氢可与易氧化材料发生快速而猛烈的反应。当样品中可能含有大量易氧化有机成分时,不要添加过氧化氢。

c) 任何样品遗留物都应用离心机或滤纸将它们分离。残渣应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。

注意:此方法不适用于AFS。

7.2 金属

7.2.1 通则

这里描述的测试样品溶液准备程序不需要覆盖所有金属和它们的化合物。一般,建议使用盐酸、和它们的混合物来制备溶液。用这些酸很难溶解的样品,应根据需要加入高氯酸、硫酸等。应注意使用硫酸是测定Pb的关键点,因为目标元素有损失的风险。试样应在高温下加热至完全溶解并没有任何残留物。试样也可以使用磷酸溶解。

以强酸溶解金属或特别混合物时,通常有沉淀风险(例如Pb、Ba与硫酸和Ag与盐酸。Al可能形成氧化物/氧化物-水合物及类似物质)。尽管法规未涵盖这些元素,但由于共沉淀作用而有损失目标元素的风险。根据本标准的目的,必须确保样品溶液中的目标元素没有损失。任何残留物应以不同方法检查是否含有目标元素,或溶解后的残留物应以其它的溶解方法完全溶解(例如碱熔法或使用气密压力容器)。残留物如此处理后与酸消解溶液合并然后测试。

如果有样品残留物,应用离心机或滤纸将它们分离。残渣应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。

如果有大量的锡存在于含银制品中,即无Pb焊料,应该用盐酸消解并加入10mL过氧化氢直到消解完全。

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7.2.2 样品的常规消解方法

a) 装有样品的玻璃烧杯(5.2 e)2))用一块表面皿(5.2 e)5))覆盖,加入20 mL 混酸1(4.2 l)1))并加热烧杯直到样品溶解。冷却至室温后,用水(4.2 a))冲洗表面皿底面和烧杯内壁。将溶液转入100 mL 容量瓶(5.2 e)3))并加水(4.2 a))至刻度。得到的溶液是浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的样品溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果需要,在容量瓶(5.2 e)3))加满水之前加入内标溶液(4.2 w)),例如Rh。元素种类和数量取决于所选择的分析方法。在计算结果时应考量稀释的个别路径。稀释和内标添加都应记录在测试报告中。

b) 在用AFS测试的情况下,在稀释浓缩液前,转移最终的溶液至100mL的容量瓶(5.2 e)2))并用水(4.2 a))定容至刻度。移取其中2.50mL溶液至100mL烧杯(5.2 e)2))中,将烧杯防治在电加热板(5.2 l))上,低温加热直到液体被彻底蒸干。用一些水(4.2 a))冲洗烧杯内壁,另外再加入1.0mL(用于测得Cd)或1.5mL(用于测得Pb)的盐酸(4.2 d)2)) 溶液。轻微加热溶解烧杯中的盐分,将溶液冷却至室温,并转入一个50mL容量瓶(5.2 e)3))中。容量瓶中的溶液将分别用下面的步骤来处理: -对于测定Pb,加入4.0mL 掩蔽剂1(4.2 t)1))到容量瓶中并加水(4.2 a))至刻度。混合后,放置大约30分钟,然后直接用慢速滤纸过滤,最后测试滤液。

-对于测定Cd,往容量瓶中加入1.0mL钴溶液(4.2 u))和5.0mL掩蔽剂2。用水(4.2 a))定容至刻度。放置大约30分钟,然后直接用慢速滤纸过滤,最后测试滤液。

7.2.3含有Zr,Hf,Ti,Ta,Nb 或W的样品

装有样品的PTFE/PFA 烧杯(5.2 h)1))用一块烧杯盖(5.2 h)2))覆盖,加入20 mL 混酸2(4.2 l)2))并加热烧杯(5.2 h)1))直到样品溶解。冷却至室温后,用水(4.2 a))冲洗烧杯盖底面和烧杯(5.2 h)1))内壁。并移开烧杯盖(5.2 h)2))。将溶液转入100 mL 容量瓶(5.2 h)3))并加水至刻度。得到的溶液是浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的样品溶液都可以用水(4.2 a))稀释成相应浓度的溶液。如果需要,在容量瓶(5.2 h)3))加满水之前加入内标溶液(4.2 w)),例如Rh。因使用使用了氢氟酸(4.2 e)),内标溶液(4.2 w))应不含稀土元素。使用元素种类和数量取决于所选择的分析方法。在计算结果时应考量稀释的个别路径。稀释和内标添加都应记录在测试报告中。

注意:这个方法不适用于AFS。

7.2.4 含Sn样品

装有样品的烧杯(5.2 e)2))加盖,10 mL 混合酸3 (4.2 l)3))分少量逐渐加入。剧烈反应结束后,缓慢加热烧杯(5.2 e)2))直至试样完全溶解。冷却后,用水(4.2 a))冲洗烧杯盖底面和烧杯(5.2 e)2))内壁。并移开烧杯盖。加入10 mL 硫酸(4.2 b)1))并加热烧杯(5.2 e)2))至产生SO3 白烟。冷却几分钟后,加入20 mL 氢溴酸(4.2 j))并加热烧杯(5.2 e)3))直到产生白烟。重复此过程三次。冷却到室温后,加入10 mL

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硝酸(4.2 c)1))以溶解盐。将溶液转入100 mL 容量瓶(5.2 e)3))并加水(4.2 a))至刻度。得到的溶液是浓缩的样品溶液。如果需要,在容量瓶(5.2 e)3))加满水之前加入内标溶液(4.2 w)),例如Rh。元素种类和数量取决于所选择的分析方法。在计算结果时应考量稀释的个别路径。稀释和内标添加都应记录在测试报告中。

另一选择是1 g 样品用40 mL 水(4.2 a))、12 硝酸(4.2 c)1))和6 mL 新鲜制备的四氟硼酸4.2 f))(200 mL 40%(m/m)氢氟酸加75 g 硼酸(4.2 j))溶解。应使用PTFE/PFA 烧杯(5.2 h)2))和高密度聚乙烯或PTFE/PFA 容量瓶(5.2 h)1) )。

注意:这个方法不适用于AFS。

7.3 电子装置

7.3.1 通则

这里描述的测试样品溶液准备程序不需要覆盖所有电子器材及其复合物。在消解后很可能出现固体残留物,必须确保(如使用XRF)在大量残留物中没有待测元素。另一种现则是藉由不同的化学方法溶解残留物并合并至样品溶液。

用于分析的样品应是如第6章中描述的电子产品的磨碎的材料。粉末消解既可以使用王水,也可以使用HNO3、HBF4、H2O2 和HCl 微波增强作用。溶剂消解程序参见ISO 5961。消解液中的元素Pb、Cd和Cr可用ICP-OES,ICP-MS 同时检测,或用AAS、AFS分别检测。

备注:如果HBF4 纯度不够,可用HF 代替。

7.3.2 王水消化

a) 称取约2 g 粉碎试样(最大粒径:250 μm)并精确至0.1mg,放入反应容器并加入30mL混酸3 (4.2 l)3)).该反应装置配备回流冷凝装置和一个装有10 mL 0.5 mol/L HNO3 (4.2 c)2))的吸收装置。然后温度程序开始,试样先在室温下消解12 h 再在120℃下消解2h。冷却至室温后,吸收管内容物倒入反应瓶,试样用0.45 μm 玻璃超纤维滤纸(5.2 l))过滤且固体残留物用15 mL 5%(m/m)HCl (4.2 d)3))清洗四次。溶液转入250 mL 容量瓶(5.2 e)3))并用5%(m/m)HCl(4.2 d)3))加满至刻度,用ICP-OES,ICP-MS和AAS分析。或将溶液转入1000mL 容量瓶(10.2.j.2)并用5%(m/m)HCl(4.2 d)3))加满至刻度,并用AFS分析

所得溶液就是浓缩的样品溶液。对每一种仪器,浓缩的样品溶液都可以用5%HCl (4.2 d)3))稀释成相应浓度的溶液。如果使用了内标,那么内标应在加满之前加入。以100 mL 的最后体积为参考,对于 ICP-OES和ICP-MS(在1:1000 稀释步骤之后),在加满之前加入1000 μL 内标。

b)在用AFS测试的情况下,在稀释浓缩液前,移取其中2.50mL溶液至100mL烧杯(5.2 e)2))中,将烧杯防治在电加热板(5.2 l))上,低温加热直到液体被彻底蒸

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干。用一些水(4.2 a))冲洗烧杯内壁,另外再加入1.0mL(用于测得Cd)或1.5mL(用于测得Pb)的盐酸(4.2 d)2)) 溶液。轻微加热溶解烧杯中的盐分,将溶液冷却至室温,并转入一个50mL容量瓶(5.2 h)3))中。容量瓶中的溶液将分别用下面的步骤来处理: -- 对于测定Pb,加入4.0mL 掩蔽剂1 (4.2 t)1))到容量瓶中并加水至刻度。混合后,放置大约30分钟,然后直接用0.45μm的玻璃纤维滤纸(5.2 r))过滤,最后测试滤液。

-= 对于测定Cd,往容量瓶中加入1.0mL钴溶液(4.2 u))和5.0mL掩蔽剂2 (4.2 t)2))。用水(4.2 a))定容至刻度。放置大约30分钟,然后测试溶液。

如果过滤器中有样品残渣,应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定残渣中不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。

如果实验室没有上述建议的设备,如果当使用者可以保证方法的适用性时,可以使用较简单的方法。对上述程序的偏离必须加以评估并记录在测试报告中。此类简易法可以下列程序为基础:装有试样的玻璃烧杯(5.2 e)2))用表面皿(5.2 e)5))覆盖,加入30mL混酸(4.2 l)3))并在120℃加热烧杯(5.2 e)2)) 2 h,然后在室温保持12 h。用水(4.2 a))冲洗表面皿底面(5.2 e)5))及烧杯(5.2 e)2))内壁,然后移开表面皿(5.2 e)5))。冷却后,试样用0.45 μm 玻璃超纤维滤纸(5.2 r))过滤且固体残留物用15 mL 5%(m/m)HCl (4.2 d)3))清洗四次。溶液转入容量瓶(5.2 e)3))并用5%(m/m)HCl (4.2 d)3))加满至刻度。所得溶液用于进一步测试。

7.3.3 微波消化

a) 称取约200 mg 粉碎试样(最大粒径:250 μm)并精确至0.1mg,加入PTFE/TFA,PTFE/PFA 或其它碳氟化合物材料制成的消解罐中,加入4 mL HNO3 (4.2 c)1)),2 mL HBF4 (4.2 f)),1 mL H2O2 (4.2 k))和1 mL 水(4.2 a))。在密闭该消解罐前小心摇动约10s 使刚产生的气体立刻释出,然后试样在微波炉(5.2 p))中按照预先确定的消解程序进行消解。在第一个消解阶段(步骤A),有机成分如聚氯乙烯与另外一些金属元素被溶解。

备注1:如果HBF4 纯度不够,可用HF 代替。

备注1:HBF4和HF不适用于AFS,如果仅仅使用HCl、HNO3或其,混合物及 H2O2,这个微波消解方法则适用于AFS。

b) 消解罐冷却至室温(约需要时间:1 h)后打开,并加入4 mL HCl (4.2 d)1))。再密闭后,在第二次微波强效消解阶段(步骤B),元素将被HCl (4.2 d)1))进一步溶解。表A.6提供了一合适的微波程序(步骤A 和B)范例。

c) 冷却消解罐至室温(约需要时间:1 h)后,打开它,试样用0.45 μm 玻璃超纤维滤纸(5.2 r)过滤至25 mL 容量瓶(5.2 e)3)),用5%(m/m)HCl (4.2 d)3))清洗并加满至刻度。如果滤纸上有样品遗留物,应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定遗留物中不含目标元素。关于XRF的介

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绍在IEC 62321-3-1中给出。

上述程序是微波消解系统的最低要求。强烈建议在一次试验中重复或三次重复分析。

强烈建议称入消解罐中的粉碎试样不超过200 mg。电子产品粉末与HNO3、HBF4、H2O2 和HCl反应可能快速和剧烈,并产生气体(CO2、NOx,等)。这将导致密闭罐中压力增加。压力骤增时,微波炉的安全系统作用并打开消解罐,目标元素可能损失且最坏的情况是可能发生爆炸。

当一次试验中重复或三次重复分析时,称量相同量和类型的样品。

当测试样品量大于200 mg 才能保证其代表性时,采用以下程序。将试样分成数等份,称量每等份并加入单独的消解罐,按照消解程序分别进行消解,合并得到的消解溶液。

举例:对于印刷电路板的消解,最少样品量需要1.2 g,因此需要称取6×200 mg 粉碎试样分别倒入六个消解罐中。在微波消解步骤B 结束并冷却后,打开消解罐,溶液用0.45 μm 玻璃超纤维滤纸(5.2 r)过滤并合并至100 mL 容量瓶(5.2 e)3)),用5%(m/m)HCl (4.2 d)3))清洗并加满至刻度。

如果滤纸上有样品遗留物,应用合适的测量手段(如XRF,碱熔融法,其它酸消解法等)来检测以确定遗留物中不含目标元素。关于XRF的介绍在IEC 62321-3-1中给出。

7.4 制备试剂空白溶液

程序与样品制备相同,同时进行但不加入样品。

8 校准

8.1 通则

应假设样品是由未知成分组成,这样的话,推荐使用内标法(强度比较法)。如果必要,可以使用标准加入法或基体匹配法。如果没有干扰物或样品成分已知,则可以运用校准曲线法。

8.2 校准溶液的制备

逐渐稀释每一种标准元素溶液后,将含有每种元素0 μg 到100 μg 的稀释标准溶液移入100mL 的容量瓶(5.2 e)3))中。接下来,添加每一种试剂,就AFS或内标法而言,加适当量的钴溶液(4.2 u)、硫脲溶液(4.2 s)、掩蔽剂(4.2 u))或内标溶液(4.2 w)),达到和样品溶液相同的试剂浓度。得到溶液是混合校准溶液。

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