国家标准 GB/T41067一2021 纳米技术石墨烯粉体中硫、氟、氧、溴含量的测定燃烧离子色谱法 Nanotechnologies一Determinationofsulfur，fluorinechorineand hrominecontentingraphene-relatedpowder Combustioniochromatographymethod 2021-12-31发布 2022-07-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB:/T41067一2021 目次前言引言范围规范性引用文件术语和定义原理试剂和材料仪器和设备试验步骤结果计算检出限 0精密度影响含量测定结果的因素 12测试报告 13示例附录A资料性测试步骤示例附录B(资料性)典型的混合标准溶液离子色谱图附录c(资料性)测试示例参考文献
GB/41067一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由科学院提出本文件由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会(SAC/TC279/sC1)归口本文件起草单位:北京市理化分析测试中心、广州特种承压设备检测研究院、治金工业信息标准研究院、瑞士万通有限公司、青岛盛瀚色谱技术有限公司、国家纳米科学中心、科学院山西煤炭化学研究所、青岛华高墨烯科技股份有限公司济南圣泉集团股份有限公司,湖北省标准化与质量研究院本文件主要起草人;刘伟丽、,乐胜锋、魏晓脉、李茂东,李倩黄显虹.术烟信、朱新明,葛广路、郭洪云、彭国宝、黄荣、白云、黄国家、田子健、张习志、刘忍肖、陈成猛、宋伟、赵婷、黄雯雯、刘奕忍、高峡、张梅、胡光辉、李娜
GB:/T41067一2021 引言石墨烯粉体中硫、氟、氯、澳元素来源广泛部分石墨烯粉体的生产原料中含有一定量的上述四种元素,生产制备过程中所使用的化工试剂也可能会引人上述四种元素石墨烯粉体中的硫、氟、氯、祺元素的含量对其在润滑油、电子电气产品,功能性涂料等领域的应用具有一定的影响燃烧离子色谱法具有快速便捷、重现性好,灵敏度高的特点,采用燃烧离子色谱法可以定量分析石墨烯粉体中硫、氟、氧、澳元素含量
GB/41067一2021 纳米技术石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴含量的测定燃烧离子色谱法警告;使用本文件的人员应该有正规实验室工作的实践经验本方法并未指出与其使用有关的所有安全问题本文件规定的一些实验过程可能会导致危险情况,使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件范围本文件描述了采用燃烧离子色谱仪测定石墨烯粉体中硫、氟、氯、澳含量的方法本文件适用于石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴含量的测定规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T30544.13纳米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料术语和定义 GB/T30544.13界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 石墨烯粉体graphene-relatedpowder 粉体形式的石墨烯相关二维材料注:石墨烯相关二维材料指层数不多于10的碳基二维材料,包括石墨烯,双层石墨烯,少层石墨烯、,氧化石墨烯、,还原氧化石墨烯等原理基于高温裂解原理,样品于氧气流中裂解燃烧,其中的氟、氯、溴转化为卤化氢气体,硫转化为氧化物气体生成的气体被载气输送至双氧水吸收液吸收,分别转化为卤化酸和硫酸溶液吸收液中的氟离子、氯离子、澳离子和硫酸根离子经色谐柱分离后,由带抑制器的电导检测器测定各阴离子组分的电导率,根据标准溶液中各组分的相对保留时间定性,以标准曲线法定量样品中硫、氟、氯、溴元素含量分别由吸收液中硫酸根离子、氟离子、氯离子和澳离子含量换算得出试剂和材料 5.1除非另有说明,本方法所用试剂均为分析纯,水为符合GB/T6682规定的一级水
GB/T41067一202 5.2过氧化氢水溶液;质量分数30% 5.3无水碳酸钠 5.4无水碳酸氢钠 5.5氧气:纯度不低于99.9%. 5.6氧气:纯度不低于99.5% 5.7氟离子标准溶液(1000mg/L,水基体) 5.8氯离子标准溶液(1000 mg/L,水基体 5.9澳离子标准溶液(1000mg/L,水基体》. 5.10硫酸根离子标准溶液(1000mg/L,水基体) 5.11硫酸注硫酸是自动连续再生化学抑制器(燃烧炉离子色谱仪的配件)所需要的试剂,但是某些等效抑制装置可能不需要用到浓硫酸仪器和设备 6 6.1燃烧炉离子色谱仪;配有燃烧炉,电导检测器、抑制器、高容量阴离子交换柱、气体吸收装置 6.2燃烧舟:石英材质 6.3分析天平;感量0.1mg 6.4球磨仪试验步骤 7.1样品预处理取不少于300nmg的样品置于球磨仪的研磨罐中,加盖密封将研磨罐置于液氮中浸泡处理 3min5min,或置于一20C或以下温度储存30min以上,以保证样品在研磨过程中始终处于低于室温的状态低温处理后的研磨罐放回球磨仪,研磨30s~1min 待研磨罐恢复至室温时,打开并取出样品制备过程参见附录A 7.2测试 7.2.1吸收液的配制称取(0.333士0.005)g过氧化氢水溶液(5.2)于1L容量瓶中,用水定容至刻度 7.2.2仪器分析条件燃烧炉离子色谱仪分析条件如下载气:氧气,100mL/min. a) b) 反应气:氧气,300mL/mmin. 燃烧室温度;不低于1050C c d 燃烧后保温时间:160s 初始吸收液体积:2.0ml f 色谱柱:具有季铵基的聚乙烯醇阴离子交换柱柱温:30 g h)淋洗液:含3.2mmol/INaCO和1.0mmol/几LNaHCO的水溶液
GB/41067一2021 淋洗液流速;0.7mL/min. j 抑制器:自动连续再生化学抑制器或等效抑制装置检测器电导检测器 k 检测池温度:30C m进样体积可根据吸收液中被测离子含量进行调整注如采用其他性能相当的离子色谱柱,可选择其他淋洗液和淋洗液流速 7.2.3标准曲线绘制 7.2.3.1混合标准储备溶液的配制:移取1.25ml氟离子标准溶液(5.7),3.75ml氯离子标准溶液 5.8),3.75mL溴离子标准溶液(5.9),25mL硫酸根离子标准溶液(5.10)于100mL容量瓶中,加水稀释定容至刻度 7.2.3.2混合标准工作溶液的配制:分别移取上述混合标准储备溶液0.2mL,0.4mL、l.0mL、2.0mL、 5.0ml,I0mL至10ml容量瓶中,加水定容至刻度,摇匀,依次记为浓度水平1一浓度水平6,见表1. 表1混合标准工作溶液浓度单位为毫克每升浓度氟离子浓度氯离子浓度澳离子浓度硫酸根离子浓度浓度水平 0.25 0.75 0.75 5.00 浓度水平2 0.50 1.50 ac1.50 10.00 浓度水平3 1.25 3.75 3.75 25.00 浓度水平4 2.50 7.50 7.50 0.00 浓度水平5 5.00 15,00 15.00 100.00 37.50 浓度水平6 2.50 37.50 250.00 7.2.3.3按7.2.2给出的仪器分析条件,从低浓度(浓度水平1)到高浓度(浓度水平6)依次进样,测定混合标准工作溶液的峰面积,典型的混合标准溶液离子色谱图参见附录B 以各阴离子的质量浓度 mg/L)为横坐标,以峰面积为纵坐标,绘制标准曲线 7.2.4空白试验将2个燃烧舟在1050C进行灼烧,待冷却后,不加样品,送人燃烧炉内,按7.2.2仪器分析条件进行测定,记录色谱图取该两次记录的峰面积平均值作为空白值 7.2.5试样测定将燃烧舟置于1050C灼烧,待冷却后,称取5mg~10mg试样,置于燃烧舟中,送人燃烧炉内,按 7.2.2给出的仪器分析条件进行测定,记录色谱图以保留时间定性、标准曲线法定量,测定石墨烯粉体中硫、氟、氯、澳的含量结果计算按式(1)计算样品中各元素的含量 A一A 一b V ××" X= 元式中:
GB/T41067一202 样品中某一目标元素的含量,单位为毫克每千克(mg/kg); X 样品某一目标元素阴离子的峰面积 A 空白样品中某一目标元素阴离子的峰面积某目标元素阴离子的标准曲线斜率; b 某一目标元素阴离子的标准曲线截距换算系数,硫:f=0.334;氟:f=l;氯:f=l;澳:f=1 吸收管内水的总体积,为吸收管预先加人的2mlH.O,燃烧时补的水、燃烧时加人的 H.O，吸收液、燃烧后清洗管路用的吸收液体积之和,单位为毫升(mL) n 样品的称样量,单位为克(g) 测定结果用平行测定的算术平均值表示,保留至小数点后一位,测定结果数值修约时按照 GB/T8170有关规定进行检出限本方法的检出限:硫为l.0rmg/kg,氟为0.2mg/kg,氯为0.4mg/kg,溴为0.6mug/kg 10精密度两个平行试样的测定结果绝对差值不应超过算术平均值的10% 如果超过10%,应重新进行测定影响含量测定结果的因素 11 11.1部分石墨烯粉体存在硫、氟、氧、澳元素含量分布不均匀的情况,采用低温研磨的方法能够改善其均匀性 11.2部分石墨烯粉体存在吸湿性,可能会对测定结果造成影响 11.3空的燃烧舟如果灼烧不彻底,可能对测定结果带来影响测试报告 12 12.1测试报告包括但不仅限于以下信息本文件编号; a b)测试单位、测试人员、日期; 样品来源 c 样品的详细描述,包括厂家、样品编号、生产批号和样品形态; 测试方法 e 仪器的名称和型号; fD 测试结果 8 12.2数据记录和测试报告示例参见附录C 13示例测试示例参见附录C
GB/41067一2021 附录 A 资料性测试步骤示例测试步骤示例见图A.1 石愚婚粉体液氮低温处理样品研磨样品称量进样准备样品收集样品送入燃烧管高温裂解气体吸收岗子色谱分折图A.1测试步骤示例
GB:/T41067一2021 附录 B 资料性) 典型的混合标准溶液离子色谱图混合标准溶液典型色谱图见图B.1 12 18 保留时间/mim 标引序号说明氟离子; 氯离子离子 -硫酸根离子图B.1氟离子、氯离子澳离子、硫酸根离子混合标准溶液色谱图
GB/41067一2021 附录 C 资料性测试示例 c.1溶液配制 c.1.1标准溶液用分度移液管准确移取1.25m氟离子标准溶液(1000mg/L)、3.75ml氯离子标准溶液 1000mg/L),3.75ml澳离子标准溶液(1000mg/L),25mL硫酸根离子标准溶液(1000mg/L)于 100ml容量瓶中,加水稀释定容至刻度移取上述混合标准中间液0.2ml,0.4ml、l.0ml,2.0mL 5.0mL、10ml至10ml容量瓶中,加水定容至刻度,摇匀 C.1.2吸收溶液称取0.335g过氧化氢水溶液于1L容量瓶中,用水定容至刻度 C.1.3淋洗液称取0.678g无水碳酸钠和0.168迟无水碳酸氢钠，加人纯水2L溶解，超声脱气,得到含 3.2mmol/LNa.cO和1.0mmol/儿NaHcO的水溶液 C.1.4抑制器再生液用量筒移取5.4ml硫酸,加纯水稀释至1L,该溶液浓度约为100mmol/ 样品预处理取350mg的样品置于球磨仪的研磨罐中,加盖密封使用液氮处理5min,迅速将研磨罐放回至球磨仪上,研磨1min 待研磨罐恢复至室温时,打开并取出样品 C.3测试 c.3.1仪器分析条件仪器工作条件宜符合GB/T36240的有关规定燃烧炉离子色谱仪分析条件如下: 载气;氯气,100ml/min. a b 反应气:氧气,300mL/min 燃烧室温度:1050C c 燃烧后保温时间:160s d 初始吸收液体积:2.0ml e f 色谱柱:具有季铵基的聚乙烯醇阴离子交换柱 g 柱温:30C 淋洗液:含3.2nmmol/INa.cO和1.0mmol/LNaHcO的水溶液 h) 淋洗液流速:0.7mL/min j 抑制器;自动连续再生化学抑制器,再生液为100mmol/L，硫酸溶液(5.10). k 检测器;电导检测器检测池温度:30C I 进样量:50AL m
GB/T41067一2021 C.3.2空白试验依据7.2.4进行空白试验,数据结果见表C.1 表c.1空白试验测定数据记录表氟离子氯离子澳离子硫酸根离子空白试验峰面积峰面积A 峰面积A AA 峰面积A 0.0141 0.,0036 0.0473 空白1 空白2 0.0141 0.,0037 0.0477 平均值 0.0141 0.0036 0.0475 C.3.3标准曲线绘制按照7.2.3.3所述绘制标准曲线,数据记录于表C.2中表c.2标准溶液测定数据记录表标准溶液促项目线性方程测定实验质量浓度 5 0.25 0.5 1.25 2.5 12.5 氟离子 mg/L 0.0909r 0.9992 峰面积 0,0183 0.,0341 0.0848 0.1926 0,4246 1.1225 -0.0205 质量浓度 0.75 7.5 15 l.5 3.75 37.5 氯离子 mg/L 0.0545.r 0.9986 -0,0439 峰面积 0.0304 0.0577 0.1519 0.3347 0.7399 2.0182 质量浓度 7.5 0.75 1.5 3.75 15 37.5 mmg/L 澳离子 0.022lr 0,9975 -0.0178 峰面积 0,.0148 0.0257 0.0645 0.1344 0.2917 0.8239 质量浓度 10 25 50 100 250 硫酸根 nmg/I 0.0372r 0,.9996 离子 -0.1143 峰面积 0.161 9 0.3022 0.7790 1.6722 3.5316 9.2184 C.3.4试样测定称取两份试样,置于预先在100亿灼烧过的燃烧舟中依C.3.1所则仪器分析条件测定石墨炼粉体中硫、氟,氯,凑的含量,数据记录于表C.3中表C.3样品测定数据记录表取样量氟离子氯离子澳离子硫酸根离子样品名称样品编号峰面积峰面积峰面积峰面积 mg A-1 4.8 0.3285 0,7140 0.4520 1.3690 A-2 5.2 0.3626 0.7434 0.4806 1.4542
GB/41067一2021 c.4结果计算利用仪器工作站软件,以保留时间定性,峰面积定量计算,数据记录于表C.4中表c.4测试报告示例样品编号测试日期 ××××-××-×X 样品名称测试人员委托单位检测项目石愚烯粉体中氟、氯,澳,硫含量生产厂家样品来源 X×X 生产批号 ××××××××× 样品形态固体粉末测试方法 GB/T××××-××X 样品种类氧化石墨烯测试单位仪器型号 ×IC 色谱柱型号 3.2mmol/1Na.cO、和1.0mmol/LNaHco 淋洗液程序样品A中氟元素实测结果为240.3mg/kg;氯元素实测结果为892.8mg/kg;澳元素实测结果测试结果为1387.6 mg/kg;硫元素实测结果为835.0 mg/kg
GB/T41067一2021 考文献参 [1]GB/T36240离子色谱仪 [[2]GB/Z38062一2019纳米技术石墨烯材料比表面积的测试亚甲基蓝吸附法 andSulur [[3]ASTMD7359一2014aStandardTestMethodforTotalFluorine，Chlorine in AromatieHydrocarbonsandTheirMixturesbyOxidativePyrohydrolyticCombustionfollowedbyIon ChromatographyDetection(CombustionlonChromatographyCIC) 10

纳米技术石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴含量的测定燃烧离子色谱法GB/T41067-2021

随着纳米技术的不断发展，石墨烯粉体成为了一种重要的材料。但是，石墨烯粉体中的硫、氟、氯和溴等杂质元素会影响其性能和品质。因此，对这些杂质元素的测定非常重要。

GB/T41067-2021标准概述

GB/T41067-2021是由中国国家标准化管理委员会发布的最新标准，旨在规定纳米技术石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴的测定方法和要求。

燃烧离子色谱法在测定中的应用

在GB/T41067-2021标准中，燃烧离子色谱法被作为主要的测量方法之一。这种方法通过将样品进行高温燃烧，从而转化为气态，然后使用离子色谱法对其中的硫、氟、氯、溴等元素进行分析和测定。这种方法具有检测灵敏度高、分析精度高的优点，能够满足对于石墨烯粉体中杂质元素的快速、准确检测需求。

测定结果的判定标准

除了测定方法，标准还制定了石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴含量的判定标准。例如，在石墨烯粉体中的氯含量不得超过0.001%，在测试时如果发现氯的含量超过了这个标准值，说明该批石墨烯粉体不能正常使用。

总结

GB/T41067-2021标准的发布，为纳米技术石墨烯粉体中硫、氟、氯、溴含量的测定提供了科学的指导和规范。使用合适的检测方法，可以快速准确地对石墨烯粉体中的杂质元素进行检测，保障其品质和性能。各相关企业应该根据该标准的要求，严格把控产品质量，确保产品符合标准要求。