光导纤维法测定中六价铬

摘 要：研究了光导纤维在紫外分光光度计中测定纺织品中的六价铬含量，并对其溶出的动力学进行了研究。结果表明，采用光导纤维法无二次污染，且响应灵敏，标准工作溶液线性相关系数为0.9992。对纺织品中六价铬溶出动力学的研究表明，萃取温度、萃取时间和显色时间都对六价铬的溶出量有影响，确定了测定六价铬的最佳萃取温度为38℃，最佳萃取时间为30min，最佳显示时间为35min，为纺织品中六价铬测定提供了一种可行的新方法。

关键词：光导纤维；紫外分光光度计；六价铬；纺织品

纺织品种的纺织纤维是微量物证的一个重要组成部分，而如何快速、准确、高效的对纺织纤维中的有毒有害物质将能够对相似的纺织纤维进行同一认定。纺织品中有毒有害物质，主要有六价铬、铅、镉、铜等可萃取重金属、甲醛、PVC增塑剂、致癌致敏染料等物质[1]。六价铬是污染环境影响人类健康的主要重金属元素之一，由于其强氧化性和对皮肤的高渗透性，很容易被人体吸收，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。长期或短期接触或吸入时有致癌危险[2]。文章通过对六价铬的分析对纺织纤维进行检验分析。

由于六价铬的危害性大，其检测方法已被广泛关注，主要有原子发射光谱法[3]、原子吸收光谱法[4]、荧光法[5]、极谱法[6]、化学发光法[7]、质谱法[8]、直接光度法[9]和色谱法[10]等。中华人民共和国国家标准GB/T17593.3-2006规定了测定纺织品中六价铬的分光光度法，需要将处理好的溶液倒入比色皿后才能进行测定，如果比色皿清洗不干净易造成二次污染，影响检测结果。文章提出一种将光导纤维用于紫外分光光度计中测定纺织品中六价铬含量的新方法，并考察了萃取温度、萃取时间和显色时间都对六价溶出量的影响，建立了相关的动力学方程，为六价铬的测定提供了方法参考。

1 材料与方法

1.1 主要试剂

重铬酸钾储备液：准确称取2.829g在105℃干燥至恒重的重铬酸钾基准试剂溶解于三级蒸馏水中，然后稀释至1L，将此溶液转移至棕色瓶中储存于冰箱中备用；显色剂1，5-二苯碳酰二肼（分析纯）；丙酮、冰醋酸、L-组氨酸盐酸盐一水合物、氯化钠、磷酸二氢钠二水合物、氢氧化钠和磷酸，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

用于六价铬测定的紫外可见分光光度计（包括光导纤维探头和1cm常规玻璃比色皿），为安捷伦公司生产，其型号为Cary-60。

1.3 实验方法与步骤

1.3.1 重铬酸钾标准溶液的配制

根据重铬酸钾储备液，分别配制多个已知浓度的重铬酸钾溶液，浓度范围1？滋g/L-100？滋g/L。

1.3.2 显色剂的配制

准确称取0.5g（精确到0.001g）的1，5-二苯碳酰二肼溶解于50mL丙酮中，滴加一滴冰醋酸，将此溶液转移至棕色瓶中储存于4℃冰箱中，有效期为2w。

1.3.3 酸性汗液的配制

称取L-组氨酸盐酸盐一水合物0.5g（精确到0.01g），氯化钠5.0g，磷酸二氢钠二水合物2.2g，加水定容至1L，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调至pH值至5.5。

1.3.4 磷酸溶液的配制

将磷酸（H3PO4，ρ=1.69g/mL）与水等体积混合。

1.3.5 实验步骤

（1）标准溶液的测定

各取不同浓度的重铬酸钾标准溶液20mL，向其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。

（2）纺织品样品的测定

取纺织品样品，剪碎后混匀，称取4.0g试样（精确至0.01g），置于具塞三角瓶中。加入80mL酸性汗液，放入恒温水域振荡器中38℃震荡30min后取出，静置冷却至室温，过滤后作为样液供分析用。取20mL样液，向其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。每个实验重复3次，每个处理3个平行样。

2 结果与讨论

2.1 光导纤维的定义及其传光原理

不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。利用这个原理，将一些导光物质，如玻璃纤维、透明塑料等做成圆丝状光导线，即光导纤维，这种光导线里面的芯线与外层的材料的折射率不同，调整其折射率，让光线射入这个光导线时，让光线在光导线内部不停地全反射，直至让光线从光导线的这一端传到光导线的那一端，这样就可将光信息从一个地方传输到了另一地方[11]。

2.2 显色时间的选择

移取20mL质量浓度为100？滋g/L的标准溶液，加入1mL显色剂和1mL磷酸溶液，摇匀后立刻由光导纤维探头测定其吸光度值，采用实时监测的方法，测定90min内样液的吸光度，其结果如图1所示。

2.4 萃取时间的选择

选取合适的纺织品原料，加入50？滋g/L标准溶液后烘干，按照1.3.5.2的实验步骤，在震荡时间0～70min，每10min测定一次吸光度值，其结果见图3。由图3可知，0～30min范围内，随着萃取时间的增加，吸光度值也逐渐增加，萃取逐渐完全，30min后吸光度增加不明显，说明萃取已经完全。因此，选择30min为较佳的萃取时间。

2.5 工作曲线

分别移取不同浓度的铬（VI）溶液20mL，其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。以吸光度值对铬（VI）质量浓度作图，绘制标准曲线，如图4所示。由图4可知，铬（VI）的质量浓度在10～100？滋g/L范围内呈良好的线性关系，回归方程为A=8.5×10-4C，线性相关系数R=0.9992。

2.6 样品测试

分别取涤纶、棉布、化纤样品，剪碎后混匀，称取4.0g试样两份（精确至0.01g），置于具塞三角瓶中，一份当做空白，一份加入2？滋g/mL标准溶液2mL，按照1.3.5.2处理试样，测得空白试样和加标试样中铬（VI）的含量并计算加标回收率，结果见表1。涤纶、棉布和化纤三种纺织品中铬（VI）的加标回收率在88.6%～105.0%之间，相对标准偏差（RSD）为1.59%～2.68%。

3 结束语

利用光导纤维紫外分光光度法测定纺织品中的铬（VI），具有灵敏度高、操作简单、避免二次污染等优点，适用于纺织品中铬（VI）的测定。对其动力学的研究，确定了样品中提取铬（VI）的最优条件：最佳萃取温度38℃，最佳萃取时间30min，最佳显示时间35min。该方法的建立对纺织品中铬（VI）测定具有一定的指导意义。

参考文献

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