LIBS定性定量分析-塑料中的微量金属

发布时间： 2012-08-15 14:45 来源：海洋光学

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背景：塑料制品充斥着现代人的生活，从工程到食包装医疗器械，成为各行业不可替代的重要材料行业不可替代的重要材料，然而在享受便利的同时，然而在享受便利带来的环境问题也日益得到关注。

塑料制品充斥着现代人的生活，从工程塑料到食品包装、医疗器械，成为各行业不可替代的重要材料。然而在享受便利的同时，塑料废弃品带来的环境问题也日益得到关注。

塑料是汽油的衍生制品，主要成分为碳氢化合物，但也含有各种有毒害的添加剂，比如抗氧剂、增塑剂、填充剂、染色剂、稳定剂等，其中尤以含重金属颜料对环境的危害最大，如何在塑料回收过程中避免重金属的二次污染，在塑料的分类环节面临巨大挑战。

激光击穿光谱法LIBS可以对塑料的不可降解成分进行迅速、准确的在线分析，确定其中微量金属的成分及含量，为塑料分类和重金属前期处理提供了高效便捷的工具。

实验步骤

◎实验中将废弃塑料杯放入微波反应器熔融液化，再经多种有机溶剂溶解回收，最终获得塑料不可溶解部分压制成小球，作为LIBS的检测对象。

◎检测系统采用海洋光学LIBS2000+，200-620nm，分辨率0.1nm，Nd：YAG激光器脉宽8ns，脉冲强度50-120mJ，光纤与等离子焰距离10mm。

◎ICP法用与验证LIBS数据的有效性。

◎含量标定方面，将需检测金属的单质粉末以不同比例与不可溶解塑料基体混合，并经研磨，制成标准品，从标准品的LIBS图谱得到各种金属的标准曲线。如下图（图1）为根据Cu 521.82nm处的谱线强度得到的Cu含量标准曲线。

结果

从图2中可以看到样品中含有18种微量金属元素Co、Fe、V、Ni、Pb、P、Mo、Mg、Ag、Ca、S、Si、Al、Ti、Mn、B、Cd、Cu。

根据标准曲线可以得到各元素在塑料不可溶部分的含量（如图3所示），与ICP检测结果基本吻合，其中Ag、Al、Fe、Co、V、Ni、Pb、Mn和Cd的含量不能达到安全排放标准。

实验表明，LIBS能够进行快速准确的分析塑料中重金属含量，是塑料回收中的理想工具。