氧弹燃烧-离子色谱法测定线路板中的卤素

关键词：

卤化物广泛存在于印刷电路板、助焊剂、塑胶, 油漆以及其他常见的电子产品中。很多卤素化合物被列为对人类和环境有害的化学品, 禁止或限量使用[1]。国际电工委员会 (IEC) 和国际电子工业联接协会 (IPC) 为此制定了无卤的标准, 积极减少卤素的使用, 具体标准为氯和溴含量分别不超过900毫克每千克, 氯和溴的含量之和不超过1500毫克每千克[2]。

本文选用电子类产品中常见的, 也是国际电子工业联接协会IPC重点管控的材料--PCB板为测试样品, 采用氧弹燃烧法对样品进行前处理, 测试样品中的总卤素, 在燃烧后通过水溶液吸收或溶解于水溶液当中转化成卤化物, 一次进样即可同时完成氯和溴的检测, 此检测方法快捷迅速, 可靠性高[3]。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

ICS-90A型离子色谱仪 (戴安中国有限公司) 、氧弹燃烧装置 (南京桑力电子设备厂)

标准溶液:Cl-、Br- (国家标准物质研究中心, 1000mg/L)

Na2CO3、Na HCO3均为优级纯, 溶液均用电阻率为18.2MW的超纯水配制

1.2 色谱条件

阴离子色谱柱:AS22/AG22, 抑制器ASRS 300, 电导检测, 抑制电流为40m A淋洗液5m mol/L Na2CO3+1.5m mol/L Na HCO3溶液, 进样体积:20μL, 流速:1.2m L/min。

1.3 样品制备

将PCB粉碎成粒径小于0.1mm的颗粒。称取样品约0.2g放入坩埚中, 记录质量精确至0.1mg。拧开氧弹盖子, 在氧弹内加入20m L左右超纯水作为吸收液, 装好坩埚, 拧紧氧弹盖。然后进行充氧及点火, 静置至少1小时, 吸收完毕后, 拧开氧弹盖子用超纯水分三次冲洗坩埚、点火丝杆、氧弹盖子内表面和氧弹内壁, 并将清洗溶液过滤后转移至100m L容量瓶内, 用超纯水稀释至刻度, 摇匀。将该溶液经0.25μm滤膜过滤后待测。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

在保持流速不变的条件下, 改变淋洗液的浓度, 观察各色谱峰的分离情况。随着淋洗液浓度的增加, 离子的保留时间缩短, 但保留时间过短不利于溴离子与硝酸根的分离。综合分离度和保留时间, 最终选择淋洗液的浓度为5m mol/L Na2CO3与1.5m mol/L Na HCO3的混合溶液[4], 同时其还能很好的分离样品中的硝酸根离子, 硫酸根等常见阴离子, 使其不会对氯和溴离子产生干扰, 其标准色谱图见图1:

2.2 样品结果

取PCB板和标准物质EC681K (理论值氯含量为800, 溴含量为770) 并粉碎, 按照1.3项制备样品各2份, 进样测定 (样品经过滤后测定) , 结果见表1。从表中结果分析, 回收率满足要求。

2.3 样品加标回收率

在选定的色谱条件下, 在经X射线荧光仪测试不含有卤素的PCB板样品中加入1mg/L的卤素标准[4], 在实验条件下进行加标回收试验, 每份平行测定7次, 回收试验结果在85%至110%之间。该方法氯和溴的平均回收率均在95%左右, 相对标准偏差RSD也均约为5%。由此可见, 应用该方法测定卤素离子具有较好的回收率和精密度。