CdSSe-H2O纳米流体的制备及其分散性研究.doc

X射线荧光光谱法快速测定内外墙涂料中的二氧化钛包楚才, 刘琼, 何勇, 陈纪文, 彭莺, 陈满英 （广东产品质量监督检验研究院，佛山528300）摘要 采用涂膜法制样，建立了X射线荧光光谱法快速测定内外墙涂料中二氧化钛含量的方法。自制标准样品，运用经验参数法建立了标准曲线，并探讨了该方法在制样及测试过程中的影响因素及方法的检出限。方法的精密度(RSD ,n=10)小于2%，对未知样品的测定值与化学法吻合，与化学法相比，样品不需化学前处理，操作简单便捷，能满足涂料日常快速检测的要求。关键词 X射线荧光光谱法；内外墙涂料；二氧化钛Rapid Determination of Titanium Dioxide in Interior and Exterior Wall Coating by X-ray Fluorescence SpectrometryBAO Chu-cai, LIU Qiong, CHEN Ji-wen, PENG Ying, CHEN Man-ying, HE Yong（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, foshan 528300, P. R. China）Abstract A method has been developed for the determination of titanium dioxide in interior and exterior wall coating by X-ray fluorescence spectrometry with coating methodThe self-synthesized reference materials were used to build the working curve and the detection limits and the influencing factors of method in sample preparation and testing processes were discussed. Results are consistent with data of chemical methods and the relative standard deviation (RSD，n=10) is less than 2Compared with classical chemical methods, this method was simple, fast and provided precision without chemical pretreatment. It is suitable for requirements of daily rapid detection for coating.Key words: X-ray fluorescence spectrometry; titanium dioxide; Interior and exterior wall coating收稿日期：2013-12-12；修订日期：2014-3-10基金项目：公益性行业科研专项经费项目（2012104011-14）作者简介：包楚才（1982- ），男，湖北鄂州人，工程师，主要从事涂料化工检测工作。工业用二氧化钛主要有锐钛型和金红石型两种，由于其具有光学性能好、折射率高且稳定性好等优点，因此作为颜料被广泛用于涂料、化纤、造纸、塑料等领域1-2。二氧化钛颜料在不同种类涂料中应用范围较广，约占涂料中所用无机颜料的70%，它不仅具有装饰的效果，还能改善涂料的耐候性和涂膜的机械强度等性能，因此研究分析涂料中二氧化钛的含量可以间接快速分析内外墙涂料中掺杂、掺假，以假充真的现象，并适合对内外墙涂料对比率性能分析。目前二氧化钛测试方法主要是用试剂将样品溶解，然后采用铝还原滴定法或者分光光度法3-4，该法操作繁琐、时间长且不合适大批量产品测试，也有巨力佩等5采用电感耦合等离子体发射光谱法测定钒钛铁矿中的二氧化钛含量，但是该方法谱线干扰因素多，测试样品的平行性差。上述方法都存在前处理较复杂，样品取样量少，代表性差等缺点，另一方面，由于现在很多钛白粉为了提高耐久性、分散性和光泽度，在钛白粉表面包覆氧化铝或者氧化硅等涂层6-7，通常会造成样品消解不完全，而X射线荧光分析克服上述方法的不足，具有制样快速简单、分析快、测试结果重现性好等优点，在冶金和地矿部门应用较多8-10，但是该方法中样品的制备通常是采用熔片法和粉末压片法，由于涂料产品成分复杂，特别是有机物含量高，如果采用熔片法，加热温度在1000度以上，样品还需分别测量烧失量，过程复杂且耗时长，而粉末压片法需要先去除样品中大量的有机物才能保证压片的质量，整个过程同样存在繁琐和测试结果影响因素较多的问题。目前国内有用X射线荧光分析有机涂层中的二氧化硅和金属含量的报道11-12，本文采用一种快速样品制备方法，把涂料直接涂在PVC塑料板上，然后上机测试，试验结果表明该方法简便、精密度及准确度高, 可以满足涂料产品快速检测的需要。1 实验部分1.1 仪器和工作条件ZSX Primus型X射线荧光光谱仪（日本理学公司），4.0kW端窗铑靶X射线管，测量采用真空光路，标准准直器，氩-甲烷混合气体流量35ml/min，视野光栏为30mm，具体测试条件见表1。表1 仪器工作参数Tab.1 Operating parameters of XRF工作参数设定值工作参数设定值靶材铑靶探测器F-PC分析谱线K286.110度管电压50kVPHA100-300管电流50mA时间20s晶体LiF(200)1.2 样品的制备为了更加准确直接研究二氧化钛含量对于内外墙涂料性能的影响，本文直接测定二氧化钛在干膜中含量。准备大小1010cm，厚约0.3cm的白色PVC板，直接将待测样品均匀涂膜在PVC板上，控制涂层厚度至少在0.3cm以上，在50条件下烘干，再将样品切割成直径为35mm的圆片，涂膜为测试面，在测试反面编号后置于干燥器内保存待测13。未知样品和标准样品采用同样的条件制备。1.3 标准曲线的绘制X射线荧光光谱定量分析主要有两种方法，即经验系数法和基本参数法，本文采用经验参数法，由于在国家没有标准物质的前提下，目前一般研究方法都采用加入法建立仪器标线，从而容易造成元素状态与实际样品间存在误差14，因此本文采用其他方法分析标准样品，经电感耦合等离子体发射光谱法和铝还原法测定10个未知样品，取图1 二氧化钛校正曲线Fig. 1 Calibration curve of TiO210次测量平均值作为标准值建立校准曲线，含量范围从5.55-62.53，曲线相关系数达到0.999，具体校正曲线见图1。2 结果与讨论2.1 涂膜均匀性和厚度的影响分析X射线荧光分析是近表面无损分析，对于低原子序数的元素，穿透的深度可能只有几微米，而重元素的K系谱线可以达到厘米量级，当样品在穿透深度的尺度上不均匀时，光谱仪实际分析的部分可能就不代表整个样品。为了尽量消除样品中的不均匀效应，在涂膜之前，先把涂料充分搅拌均匀，这在后面分析的方法精密度中得到验证。从上面分析可以看出厚度对于测试的重要性，为了不影响测试的精度和提高制样的效率，本文分析总结了测试的最低厚度，具体见表2，从表上的5个平行样分析可以看出，以涂刷次数代表涂膜厚度，当次数到达3次，X荧光的强度不再增强。表2 样品不同厚度的荧光强度Tab.2 The fluorescence intensity of samples with different thickness次数荧光强度（I/kcps）样品1样品2样品3样品4样品5157.21 91.47 221.78 235.24 318.16 262.33 106.31 235.41 276.39 341.37 365.60 119.22 239.59 282.87 366.95 465.59 119.22 239.60 282.86 366.95 2.2 基体校正X射线激发试样时, 试样激发深度大于涂层厚度时，会使基板中元素产生激发，由于本方法使用的是白色PVC板，成分单一，主要是碳氢化合物，因此对测试过程影响小。另外涂层样品有机成分主要是碳氢化合物，荧光额较小，因此产生的基体效应影响很小，其次本方法主要是针对涂料中二氧化钛的测试，无须进行元素间的增强-吸收效应的校准。2.3 方法检出限根据国际纯粹与应用化学联合会对检出限的定义，检出限为3倍的背景值标准偏差，具体见式(1)，计算出TiO2的检出限为60g/g。 (1)式中, m 为单位含量的计数率(kcps)；Ib为背景计数率(kcps)；tb为背景的计数时间(s)。2.4 方法的精密度和准确度按照本方法的步骤，对5个样品分别制备10个样片测试，研究方法的精密度，将所得结果进行统计，结果见表3，相对标准偏差小于2%，另外对这5个样进行铝还原法测试，测定值与铝还原法基本吻合。表3 方法准确度和精密度Tab. 3 Accuracy and precision tests of method (TiO2) /%样品号测量值平均值铝还原法RSD/%124.0123.9324.3323.5524.8924.22 24.121.57 24.2624.3823.9124.3524.57231.4231.9231.5931.6931.5831.63 32.530.43 31.7331.5531.6531.6231.52332.4732.7132.9332.6933.0132.70 32.260.59 32.5932.3932.6632.7332.83451.9952.1152.0352.1252.0552.08 52.110.10 52.0952.0352.0852.1352.15555.6154.5253.6655.9356.8155.50 55.791.54 56.0155.4955.5855.6355.723 结论本文建立了X荧光光谱法快速分析涂料中二氧化钛的方法，探索研究了涂膜的施工厚度，分析结果通过与化学法比对表明该方法精密度好、准确度较好、分析速度快、操作步骤简单等特点。该方法克服了化学法和ICP-AES分析中繁琐的溶样过程，大大降低了药品材料的消耗。通过大量的数据比对，证明了该方法完全能够满足实验室的快速检测工作。由于二氧化钛没有国家标准物质，方法使用了其他方法测定二氧化钛含量作为标准物质，因此应加快相关标准物质的研制。参考文献1 Pierre A C. 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