(一)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及石墨烯材料技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種檢測(cè)石墨烯樣品中金屬元素含量的方法。
(二)
背景技術(shù):
自2004年安德烈·k·海姆(andregeim)教授和科斯佳·諾沃謝洛夫(kostyanovoselov)研究員首次制備出石墨烯以來(lái),石墨烯材料受到了全世界科學(xué)家的廣泛關(guān)注。石墨烯是由單層碳原子組成的六方蜂巢狀二維結(jié)構(gòu),具有超薄、超堅(jiān)固和超強(qiáng)導(dǎo)電性能等特性,石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能,可望在高性能納電子器件、復(fù)合材料、場(chǎng)發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
近來(lái)年,石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速,但是,國(guó)內(nèi)各石墨烯研究單位和企業(yè)在石墨烯的定義、性能、制備方法和檢測(cè)表征方法等行業(yè)技術(shù)核心問(wèn)題上尚未形成共識(shí)。因此,簡(jiǎn)單便捷準(zhǔn)確地檢測(cè)石墨烯材料的常見(jiàn)指標(biāo)項(xiàng),不僅對(duì)于推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展具有重要意義,而且也有助于加快石墨烯材料在其它相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的檢測(cè)石墨烯樣品中金屬元素含量的方法。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種檢測(cè)石墨烯樣品中金屬元素含量的方法,包括如下步驟:
(1)試樣灼燒:稱取石墨烯樣品、壓實(shí),于剛玉坩堝中灼燒,之后冷卻至室溫;
(2)試樣溶解:量取王水溶液,加入剛玉坩堝中,加熱至灰分完全溶解;
(3)稀釋定容:將剛玉坩堝中的溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁,清洗液同樣轉(zhuǎn)移至容量瓶,加純水定容、搖勻、備用;
(4)樣品測(cè)定及含量計(jì)算:按照原子吸收分光光度計(jì)的操作規(guī)程,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液中金屬元素的含量,并計(jì)算結(jié)果。
本發(fā)明的特征是先配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液,再用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定,最后根據(jù)測(cè)定值計(jì)算石墨烯樣品中的金屬元素含量。
本發(fā)明的更優(yōu)技術(shù)方案為:
步驟(1)中,稱取0.1-1g石墨烯樣品,精確度為0.0001g,于800℃下灼燒2-4小時(shí)。
步驟(2)中,王水溶液為新制王水,王水體積按坩堝容積的1/3-1/2計(jì)算。
步驟(3)中,所述容量瓶的容量為1000ml,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁3次。
步驟(4)中,金屬元素的含量=測(cè)試值×100/樣品質(zhì)量。測(cè)定的石墨烯樣品中金屬元素包括原子吸收分光光度計(jì)可測(cè)試的全部金屬元素,優(yōu)選為:錳、鐵、鉀、銅、鉛、汞、錫等。
原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液時(shí),溶液的吸光度與元素濃度之間呈良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)>0.999。
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制,均為常規(guī)方法,以鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液為例,包括如下步驟:
(1)配制20μg/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取2ml1000μg/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液,移至100ml容量瓶,用純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(2)配制10μg/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取1ml1000μg/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液,移至100ml容量瓶,用純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(3)配制1μg/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取10ml10μg/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液,移至100ml容量瓶,用純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(4)純水作為空白樣。
本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、操作容易,適用于石墨烯類材料中金屬元素含量的檢測(cè),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,分析效率高。
(四)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案,以便公眾更好地掌握本發(fā)明的具體實(shí)施方法。
實(shí)施例1:
(1)稱取0.3002g石墨烯樣品,壓實(shí),轉(zhuǎn)移至50ml剛玉坩堝中,800℃灼燒2-4小時(shí),冷卻至室溫;
(2)加入30ml新制王水,加熱至灰分完全溶液,冷卻至室溫;
(3)冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁3次,沖洗液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中,純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(4)用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品溶液中金屬元素含量:樣品溶液錳含量0.258μg/ml;鐵含量0.291μg/ml;
(5)根據(jù)樣品中金屬元素含量=測(cè)試值×100/樣品質(zhì)量計(jì)算知,石墨烯樣品中錳含量85.943μg/ml;鐵含量96.935μg/ml。
實(shí)施例2:
(1)稱取0.2005g石墨烯樣品,壓實(shí),轉(zhuǎn)移至50ml剛玉坩堝中,800℃灼燒2-4小時(shí),冷卻至室溫;
(2)加入30ml新制王水,加熱至灰分完全溶液,冷卻至室溫;
(3)冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁3次,沖洗液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中,純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(4)用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品溶液中金屬元素含量:樣品溶液錳含量0.076μg/ml;鐵含量0.285μg/ml;
(5)根據(jù)樣品中金屬元素含量=測(cè)試值×100/樣品質(zhì)量計(jì)算知,石墨烯樣品中錳含量37.905μg/ml;鐵含量142.145μg/ml.。
實(shí)施例3:
(1)稱取0.2295g石墨烯樣品,壓實(shí),轉(zhuǎn)移至50ml剛玉坩堝中,800℃灼燒2-4小時(shí),冷卻至室溫;
(2)加入30ml新制王水,加熱至灰分完全溶液,冷卻至室溫;
(3)冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁3次,沖洗液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中,純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(4)用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品溶液中金屬元素含量:樣品溶液錳含量0.092μg/ml;鐵含量0.292μg/ml;
(5)根據(jù)樣品中金屬元素含量=測(cè)試值×100/樣品質(zhì)量計(jì)算知,石墨烯樣品中錳含量40.087μg/ml;鐵含量127.233μg/ml.
實(shí)施例4:
(1)稱取0.1006g石墨烯樣品,壓實(shí),轉(zhuǎn)移至50ml剛玉坩堝中,800℃灼燒2-4小時(shí),冷卻至室溫;
(2)加入30ml新制王水,加熱至灰分完全溶液,冷卻至室溫;
(3)冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中,用純水沖洗坩堝內(nèi)壁3次,沖洗液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中,純水稀釋至刻度線,定容,搖勻,備用;
(4)用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品溶液中金屬元素含量:樣品溶液錳含量0.095μg/ml;鐵含量0.415μg/ml;
(5)根據(jù)樣品中金屬元素含量=測(cè)試值×100/樣品質(zhì)量計(jì)算知,石墨烯樣品中錳含量94.433μg/ml;鐵含量412.525μg/ml。