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如何清除Nalgene塑料器皿的微量元素

在大多数常规应用中,Thermo Scientific™ Nalgene™塑料器具都可以通过温和去垢剂(推荐使用非碱性去垢剂)洗涤,然后再使用自来水和蒸馏水进行冲洗。请勿在任何实验室塑料器具上使用摩擦性清洁器或擦洗片,亦不得在聚碳酸酯制品上使用强碱性清洁试剂。

如下表所示,对大多数微量金属元素分析应用而言,塑料通常比玻璃以及其他材料更清洁,污染也更少。然而,塑料却含有特定类型的微量金属元素。为最大限度降低潜在的污染风险,可以通过1mol/L盐酸浸泡以及蒸馏水清洗的方式,去除或过滤微量金属元素。为确保高精确度,盐酸侵泡之后可以使用1mol/L硝酸浸泡,然后再进行蒸馏水清洗。浸泡时间视具体要求而异,但是塑料器具的浸泡时间不得少于8小时。如果应用要求更严格,可提高所使用的盐酸和硝酸浓度。注意:浓硝酸是强氧化剂,会导致塑料脆化。

去除微量有机物有助于减轻微量金属的吸附,因此,可以用酒精、碱性液、醇碱化合物或氯仿来清洁塑料器具表面,最后使用1mol/L盐酸清洗,进一步降低微量金属元素吸附。

聚砜 (PSF) 是一种用于制造Thermo Scientific™ Nalgene™离心管和可重用过滤产品的树脂,极其“洁净”。以下是罗德岛大学海洋研究所 (URI-GSO)在Nalgene PSF离心管中进行的质量检测。

在测定大气溶胶和远洋海水中微量金属的浓度时,URI-GSO检测了排入到太平洋中的重金属和其他微量金属元素、农药、石油和塑料残留物、其他自然和人造有机物以及可引起酸雨的其他物质。样品中的微量元素含量极低,因此实验室器具必须高度洁净,防止实验室器具或过滤产品浸出微量元素,污染样品。另外,实验室器具吸附样品溶液中的金属元素这一过程也不能是不可逆的。在URI-GSO的测定过程中,用于从海水样品中提取多种微量金属元素的过滤架受到了污染。

清洗过程如下所示:

  • 用盐酸与去离子水1:1混合的溶液浸泡一周,用去离子水洗涤
  • 用硝酸与去离子水1:1混合的溶液浸泡一周,用去离子水洗涤
  • 用石英双重蒸馏硝酸与去离子水1:1000混合的溶液浸泡一周,用去离子水洗涤
  • 用石英双重蒸馏硝酸与去离子水1:1000混合的溶液浸泡一周,用去离子水洗涤

上述清洁过程来源于《分析化学》49:2264 (1977),J.R. Moody和R.M. Lindstrom,罗德岛大学海洋研究所;以及加州理工学院研究人员访谈。

测试过程如下:

  • 在五个离心管中加入大约25mL的1mol/L石英双蒸硝酸。
  • 向另外五个离心管中添加约25 mL的1mol/L石英双蒸硝酸,含十亿分之一铝、铜、铅和锌元素。
  • 离心管放置一个月,然后分析离心管中的物质。

在Perkin Elmer 5000原子吸收光谱仪上,利用原子吸收光谱进行分析。该仪器配备了基于塞曼效应进行背景校正的HGA 5000石墨炉。所有标准均来源于NBS(美国国家标准局)。

结论如下:

(1) 1mol/L的石英双蒸硝酸中含有极低浓度的金属元素(例如:铝、铜、铅是百亿分之一,锌是千亿分之一)。清洗后,聚砜只向溶液中析出极少量的金属元素。

(2) 实验误差范围内,十亿分之一的铝、铜、铅和锌溶液中含有十亿分之一的铝、铜、铅和锌元素,这表明聚砜不会从酸性溶液中吸附这些金属元素。

铝、铜、铅和锌的分析包含一个两步萃取过程。第一步,通过“液/液”萃取配合有机络合剂,去除铜、铅和锌。第二步,采用氢氧化铁共沉淀技术进行萃取。向海水中添加硝酸铁调节pH。从剩余的混合物中过滤氢氧化铁和铝 — 这一步中可使用Nalgene可重用PSF塑料过滤架。

12种塑料和硼硅酸盐玻璃中的元素平均含量汇总

材料 元素数量 总浓度 ppm 主要成分
聚丙乙烯 8 (8 N.D.) 4 Na, Ti, Al
聚砜 16 (12 N.D.) 17 Na, Fe, Ca
四氟乙烯树脂 24 19 Ca, Pb/Fe, Cu
低密度聚乙烯 18 23 Ca, Cl, K
聚碳酸酯 10 85 Cl, Br, Al
聚-4-甲基-1-戊烯 14 178 Ca, Mg, Zn
氟化乙烯离聚物 25 241 K, Ca, Mg
聚氯乙烯管 9 280 Fe, Zn, Sb
聚丙烯 21 519 Cl, Mg, Ca
高密度聚乙烯 22 654 Ca, Zn, Si
四氟乙烯 32 1.007 Cl, Pb, Si
刚性聚氯乙烯 7 (11 N.D.) 2.541 Sn, Ca, Mg
硼硅酸盐玻璃 14 497,249 Si, B, Na

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