主流檢測(cè)技術(shù)的原理與應(yīng)用

1. X 射線熒光光譜法（XRF）—— 元素定性定量分析

• 原理：
  • 利用 X 射線管發(fā)射的高能 X 射線（如 Mo、Rh 靶材產(chǎn)生的特征 X 射線）照射樣品，激發(fā)樣品中原子的內(nèi)層電子使其躍遷，外層電子填補(bǔ)空位時(shí)釋放出具有特定能量的熒光 X 射線（即特征 X 射線）。
  • 探測(cè)器（如硅半導(dǎo)體探測(cè)器）收集熒光 X 射線的能量和強(qiáng)度，通過與標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對(duì)，確定元素種類（能量特征）及含量（強(qiáng)度與含量正相關(guān)）。
• 應(yīng)用：常用于 Pb、Cd、Hg、Cr 等重金屬元素的快速篩查，檢測(cè)限可達(dá) ppm 級(jí)（如 Cd≤50ppm），但無法直接區(qū)分 Cr6 + 與 Cr3+，也不能檢測(cè)有機(jī)溴化物（PBB、PBDE）。

2. 氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）—— 有機(jī)化合物分析

• 原理：
  • 氣相色譜（GC）分離：樣品經(jīng)前處理（如索氏提取、微波輔助萃取）后，有機(jī)組分在高溫汽化后被載氣（氦氣）帶入色譜柱，根據(jù)各組分在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)差異實(shí)現(xiàn)分離。
  • 質(zhì)譜（MS）定性定量：分離后的組分進(jìn)入質(zhì)譜儀，通過電子轟擊（EI 源）或化學(xué)電離（CI 源）產(chǎn)生離子碎片，質(zhì)譜檢測(cè)器根據(jù)質(zhì)荷比（m/z）和離子強(qiáng)度繪制質(zhì)譜圖，與 NIST 譜庫比對(duì)確認(rèn)化合物結(jié)構(gòu)（如 PBB、PBDE 的溴代程度），并通過峰面積計(jì)算含量。
• 應(yīng)用：專用于 PBB、PBDE 等多溴化合物的檢測(cè)，檢測(cè)限可達(dá) 0.1ppm 以下，可區(qū)分不同溴代物的同分異構(gòu)體。

3. 電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）—— 痕量元素分析

• 原理：
  • 樣品經(jīng)酸消解（如 HNO?+HF）轉(zhuǎn)化為液態(tài)溶液，通過霧化器形成氣溶膠，進(jìn)入電感耦合等離子體（ICP）的高溫離子源（7000℃左右），被電離為帶電離子。
  • 離子經(jīng)質(zhì)譜儀的質(zhì)量分析器（如四極桿）按質(zhì)荷比分離，檢測(cè)器（如電子倍增器）記錄離子強(qiáng)度，與標(biāo)準(zhǔn)溶液比對(duì)后定量元素含量（如 Pb、Cd、Hg）。
• 應(yīng)用：適用于痕量重金屬的精確分析，檢測(cè)限可達(dá) ppb 級(jí)（如 Hg≤1ppb），尤其適合液體樣品（如鍍層溶液）或復(fù)雜基質(zhì)樣品（如聚合物）的元素定量。

4. 紫外 - 可見分光光度法（UV-Vis）—— 六價(jià)鉻（Cr6+）專屬檢測(cè)

• 原理：
  • 在酸性條件下（pH=2.8±0.2），Cr6 + 與二苯碳酰二肼（DPC）反應(yīng)生成紫紅色絡(luò)合物，其在 540nm 波長(zhǎng)處有最大吸收峰。
  • 通過紫外 - 可見分光光度計(jì)測(cè)量吸光度，根據(jù)朗伯 - 比爾定律（A=εbc）計(jì)算 Cr6 + 濃度，檢測(cè)限通常為 0.1ppm。
• 應(yīng)用：唯一能直接區(qū)分 Cr6 + 與 Cr3 + 的方法，常用于金屬鍍層、涂層中 Cr6 + 的檢測(cè)。