劉琢藝　馮偉偉　王定娜　劉偉　胡銀 李宛瓊　陳云明　梁幫宏　曹騏

【摘 要】研究橡膠石棉板中F-、Cl-的測(cè)定方法。高純水超聲提取對(duì)橡膠石棉墊片進(jìn)行預(yù)處理。采用離子色譜儀進(jìn)行測(cè)定，分離柱為IonPac AS11-HC，3×10-3mol/L NaOH溶液為流動(dòng)相，流速為1mL/min，測(cè)定了橡膠石棉板中F-、Cl-的含量，線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9996，0.9995，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤1.54%，回收率均在85%以上。

【關(guān)鍵詞】離子色譜法;橡膠石棉;氟;氯

中圖分類號(hào)： O657.7;TQ332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）14-0072-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.033

Determination of Fluorine and Chlorine in Asbestos Rubber by Ion Chromatography

LIU Zhuo-yi FENG Wei-wei WANG Ding-na LIU Wei HU Yin

LI Wan-qiong CHEN Yun-ming LIANG Bang-hong CAO Qi

（Nuclear Power Institute of China，Chengdu Sichuan 610005，China）

【Abstract】A method was applied for the determination of F-and Cl- in asbestos rubber.Samples were extracted by ultrasonic wave with high purity water.The analysis was carried out on the ion chromatograph and the IonPac AS11-HC was used as anion separation column.3×10-3mol/L NaOH was used as the eluent at a flow rate of 1mL/min.F- and Cl- in the asbestos rubber were determined.The correlation coefficients were 0.9996 and 0.9995 respectively.The relative standard deviation was less than 1.54% and values of recovery were over 85%.

【Key words】Ion-chromatography;Asbestos rubber;Fluorine;Chlorine

橡膠石棉是由石棉、橡膠和填料經(jīng)壓制而成的，使用時(shí)可沖制成各種耐酸堿的密封性能較好的墊圈，作為管道法蘭、高壓容器法蘭及各種機(jī)械連接面用的密封材料。HFETR堆本體、一回路和二回路系統(tǒng)中泵閥與管道均采用法蘭聯(lián)接，法蘭聯(lián)接方式需要墊片對(duì)其密封，目前采用的是就是橡膠石棉墊片，橡膠石棉墊片是由工作人員用橡膠石棉板按需要加工成不同規(guī)格墊片。

由于橡膠石棉墊片為堆內(nèi)使用，其中氟離子和氯離子的存在可引起不銹鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力腐蝕破裂，因此橡膠石棉墊片中氟離子和氯離子的含量需滿足相關(guān)規(guī)范，以確保反應(yīng)堆安全運(yùn)行。

目前針對(duì)于橡膠石棉墊片中雜質(zhì)陰離子的分析報(bào)道較少，通常氟離子和氯離子的測(cè)量采用離子色譜法，但橡膠石棉墊片屬于不溶性固體，無(wú)法溶解后進(jìn)樣。故本文采用高純水超聲提取對(duì)橡膠石棉墊片進(jìn)行預(yù)處理，采用離子色譜法測(cè)定了提取液中氟離子和氯離子的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

DIONEX ICS-3000型離子色譜儀：配有抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器，分離柱為IonPac AS11-HC陰離子分析柱;分析天平：最小感量0.01mg;150mL聚四氟乙烯燒杯;100mL聚四氟乙烯容量瓶;實(shí)驗(yàn)用水為18.2MΩ·cm的高純水。

1.2 色譜條件

采用等度淋洗，淋洗液為30mmol/L NaOH溶液，淋洗液流速1mL/min;溫度：30℃;進(jìn)樣量：20μL。開(kāi)機(jī)并預(yù)熱2h，待系統(tǒng)穩(wěn)定后即可進(jìn)樣測(cè)定。

1.3 預(yù)處理方法

由于氟、氯離子的測(cè)量通常采用離子色譜法進(jìn)行分析，而離子色譜儀要求液體進(jìn)樣，對(duì)于不溶性固體樣品的溶解若加入酸進(jìn)行溶解，會(huì)嚴(yán)重干擾樣品中氟、氯離子的測(cè)量，因此離子色譜分析樣品前處理技術(shù)中，對(duì)于不溶性固體樣品中可溶性組分的提取，最簡(jiǎn)便有效的方法是浸取法，即直接用超純水或淋洗液提取，也可以用適量的酸、堿、鹽或緩沖溶液以提高浸取的效率;另外，為了充分提取，一般輔以振蕩或超聲波處理。因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)超聲浸取法進(jìn)行了研究。

1.3.1 提取劑的選擇

為選擇合適的浸取劑，分別用30mmol/L NaOH溶液和高純水進(jìn)行了超聲提取試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NaOH溶液提取出來(lái)的各離子經(jīng)離子色譜分析的色譜峰面積與高純水的無(wú)異。故本實(shí)驗(yàn)采用高純水作為浸取劑。

1.3.2 高純水用量的確定

取橡膠石棉墊片碎片6份，5g/份，分別取高純水30mL、45mL、55mL、65mL、75mL、90mL，于室溫下超聲浸取相同時(shí)間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高純水用量≤45mL時(shí)，離子浸取不完全;隨著高純水用量的增大，浸取液中的離子濃度降低;高純水用量65～75mL時(shí)，離子濃度最大，故選擇去離子水用量70mL。

1.3.3 浸取時(shí)間的確定

為選擇合適的提取時(shí)間，取橡膠石棉墊片碎片5份，5g/份，于室溫下分別超聲浸取30、45、60、75和90min。結(jié)果表明，F(xiàn)-和Cl-的浸取量均隨浸取時(shí)間的延長(zhǎng)而變化，在60min處出現(xiàn)最大值，因此超聲浸取時(shí)間選擇60min。

1.4 樣品測(cè)定

取橡膠石棉墊片2份5g/份，分別放至2個(gè)150mL聚四氟乙烯燒杯中，燒杯中分別加入高純水70mL，其中一個(gè)燒杯中加入1mL含氟、氯離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液（其中F-：200mg/L，Cl-：300mg/L），室溫下分別超聲浸取60min，過(guò)濾，濾液轉(zhuǎn)移至100mL聚四氟乙烯容量瓶中，高純水定容至刻度。濾液經(jīng)0.45μm過(guò)濾微膜過(guò)濾后進(jìn)行離子色譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液濃度及流速

淋洗液濃度及流速直接影響離子的分離效果、靈敏度和出峰時(shí)間，結(jié)果表明：以3×10-3mol/L氫氧化鈉溶液為淋洗液，流速為1mL/min時(shí)，樣品溶液能達(dá)到滿意的分離。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制5個(gè)不同濃度的含F(xiàn)-、Cl-的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以峰面積A對(duì)質(zhì)量濃度C（mg/L）做標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到各離子的回歸方程見(jiàn)表1。

2.3 精密度與準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

在上述條件下，對(duì)樣品溶液進(jìn)行6次平行測(cè)定，計(jì)算其精密度，結(jié)果見(jiàn)表2。由表可知，各離子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，表明其重復(fù)性良好。

2.4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行超聲提取后測(cè)定，回收率取3次平行實(shí)驗(yàn)的平均值，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，F(xiàn)-、Cl-的回收率分別為85.7%、106.2%，結(jié)果表明，本分析方法準(zhǔn)確可靠，符合測(cè)定要求。

3 結(jié)論

采用高純水超聲浸取法對(duì)橡膠石棉樣品進(jìn)行預(yù)處理，用離子色譜法測(cè)定浸出液中F-、Cl-，分析方法準(zhǔn)確可靠，測(cè)量結(jié)果精密度良好，滿足樣品的分析要求，同時(shí)橡膠石棉樣品中含氯量遠(yuǎn)小于國(guó)際核電規(guī)范體系RCC-M 2007：F6400中橡膠石棉含氯量不超過(guò)0.25%的要求，可安全用于HFETR堆內(nèi)使用。

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