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ROHS分析仪技术资料

XRF在RoHS和REACH检测中的应用

时间:2020-11-08 18:45:30 作者:admin 点击:

1 RoHS指令
 
         2003年2月13日,欧盟议会及欧盟委员会在其《官方公报》上发布了第2002/95/EC指令(Ro HS指令),该指令对10类电子电气产品中6种有害物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯,多溴二苯醚)的使用做了严格限制。2011年7月1日,欧盟颁布了Ro HS指令的升级版2011/65/EU(Ro HS 2.0),新指令增加了管控的产品范围,分阶段将医疗器械、控制和监控仪器纳入管控,并将Ro HS符合性纳入CE标志要求,但未增加新的限制物质[1]。2014年底,RoHS 2.0修订草案拟将4种邻苯二甲酸酯(DE-HP、DBP、BBP和DIBP)加入附录II限制物质列表中,这与原先要求的4种优先评估物质有所不同(增加了DIBP,而放弃了HBCDD),若该草案通过限用物质将增至10项。
 
此后世界很多国家都颁布了各自的RoHS指令,如:美国RoHS(美国联邦EDEE法案、加州RoHS),日本RoHS(JISC0950:2008),韩国RoHS《电子/电气产品及车辆的资源回收法令》,土耳其RoHS《废弃电子电气设备(WEEE)管控法规》,印度RoHS《电子废弃物管理和处理条例》,越南RoHS(30/2011/TT-BCT号通告)等,其限用物质及其含量要求均与欧盟RoHS相同。
 
为与国际接轨,中华人民共和国信息产业部联合多部门于2006年正式颁布了《电子信息产品污染控制管理办法》,即中国RoHS。2011年11月1日,《国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证实施规则》正式实施,第一批认证管理目录包括电视机等6种整机及其上游组件、材料等产品[2]。国标GB/T 26572—2011和GB/T 26125—2011作为其配套标准分别规定了有害物质限值和检测方法,在测试过程中首先需将样品拆分为均质单元后进行筛选检测,最后对不确定的样品进行确证检验[3]。
2 REACH法规
 
为了对进入其市场的所有化学品进行预防性管理,2006年12月欧盟通过了(EC)No 1907/2006:《关于化学品注册、评估、许可和限制法规》,即REACH法规。REACH法规涵盖面广,几乎包括所有化学品和其下游产品,该法规的一系列要求———注册、评估、授权和限制对欧盟乃至世界相关产品的生产、加工和研发等造成了巨大影响。
 
该法规规定,物品类产品如果含有候选列表上的高关注度物质(SVHC)且在物品中的质量百分比超过0.1%时,物品供应方需履行相关信息传递义务。若产品中SVHC含量超过0.1%且每年进口该SVHC总量超过1吨,则供应方需履行通报责任,另外供应商必须向客户及消费者提供物品的安全使用信息。因此,包括电视机等家用电器在内的所有化学品和其他有形产品若要进口欧盟市场,其生厂商和供应商均需明确其产品中是否含有SVHC及其含量是否超过0.1%。截至2014年12月17日,ECHA已正式发布了12批共计161种SVHC物质。
3 XRF定量测定法
 
XRF由于其快速、简便、无损分析的优点被作为Ro HS检测的指定初筛方法[4]。但由于该方法受基体干扰非常严重,即材料的组成成分对结果影响很大,因此在分析过程中一般采取基体匹配及粉末压片的方法尽量减少基体干扰,也就需要建立数种甚至数十种不同材料样品的标准曲线,并将复杂样品粉碎压片使其表面平整与标准样品匹配[5]。该方法需要检测室配备大量的标准样品,并需要配备研磨机与压片机等设备,大大提高了检测成本。即便这样其相对不确定度也可达30%,若要精确测定还需借助ICP-OES等定量分析方法[6]。
 
本文选取电视机部件中的螺钉、电容引脚、二极管和排线四种不同材料表面不平整的样品作为代表,对其中的铅、汞、镉、铬四种元素采用微波消解-XRF方法进行定量分析。该方法使样品基体统一为水溶液,大大降低了基体干扰效应和样品表面不平等因素的干扰,只需建立一组标准曲线。该方法简便、快捷,无需昂贵的ICP-OES仪器就可完成样品的定量测定,在ROHS检测中可定量测定4种金属的含量,在REACH法规中可对其中的47项SVHC做出判定。
3.1 主要试剂和仪器
 
标准溶液:铅(GBW08619)、汞(GBW08617)、镉(GBW08612)、铬(GBW08614)标准溶液。
 
主要仪器:X射线荧光能谱仪(ARL QUANT'X,Thermo Fisher Scientific Inc.),微波消解萃取系统(ETHOS 1,Milestone),超纯水机(Milli-Q,Millipore),ICP-OES(7300V,PerkinElmer Optima)。
3.2 微波消解法
 
称取0.1 g粉碎后的样品,精确至0.1 mg,放入样品管内,加入10 m L硝酸溶液、2 m L双氧水、2 m L水,设置微波消解条件:5 min升至120℃,5 min升至150℃,5 min升至180℃,5 min升至210℃,保持30 min。冷却后定容,待测。
3.3 标准曲线、线性范围和检出限
 
配制一系列标准溶液采用XRF进行分析,实验发现铅、汞、镉、铬4种元素的激发荧光强度值(单位:cps/m A)与其浓度c在一定范围内成线性关系,其线性范围、相关系数、检出限见表1。
 
表1 线性范围、标准曲线、检出限    下载原表
3.4 样品测定
 
本实验对电视机中4种部件中铅、汞、镉、铬含量进行测定,测定结果、加标回收率及与ICP-OES测试结果比较详见表2。
 
表2 索氏提取法与超声波提取法测试结果比较    下载原表
 
注:N.D.表示未检出。
 
由表2可知,电视机中的螺钉、电容引脚、二极管、排线4种不同材料样品的测试结果均与ICP测试结果相近,且加标回收率位于91%~110%之间,该方法可以用于其定量测定。
4 结论
 
RoHS指令和REACH法规对电子产品的管控日趋严格,这也给RoHS 6项和REACH法规中161项SVHC的检测提出了更高的要求。本文建立了电视机部件样品中的铅、汞、镉、铬4种金属的XRF定量测定方法。该方法大大降低了测试过程中的基体干扰,可用于RoHS检测中4种金属元素的定量测定,并可对REACH法规中47项SVHC物质进行判定。该方法具有简便、快速、低成本的优点,可应用于电子产品中的RoHS与REACH检测过程,由于降低了检测成本,还可大大降低企业的检测成本。
 
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