ICS 71.040 CCS A 43
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 41067—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
NanotechnologiesDetermination of sulfur,fluorine,chlorine and
bromine content in graphene-related powder-
Combustion ion chromatography method
2021-12-31发布
2022-07-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41067—2021
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理 5 试剂和材料
仪器和设备 7 试验步骤
6
结果计算检出限
9
10 精密度 11 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
.
10 GB/T41067—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 厂第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中国科学院提出。 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、冶金工业信息标准研
究院、瑞士万通中国有限公司、青岛盛瀚色谱技术有限公司、国家纳米科学中心、中国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、魏晓晓、李茂东、李倩、黄显虹、宋炳信、朱新勇、葛广路、 郭洪云、彭国宝、黄荣、白云、黄国家、田子健、张习志、刘肖、陈成猛、宋伟、赵婷、黄雯雯、刘奕忍、高峡、 张梅、胡光辉、李娜。
1 GB/T 41067—2021
引言
石墨烯粉体中硫、氟、氯、漠元素来源广泛。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、漠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、氯、溴元素含量
二 GB/T 41067—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，
1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、溴含量的方法本文件适用于石墨烯粉体中硫、氟、氯、漠含量的测定，
规范性引用文件
1
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/T 6682 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
3术语和定义
3
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-related powder 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。
4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、漠转化为卤化氢气体，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、溴离子和硫酸根离子经色谱柱分离后，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、漠元素含量分别由吸收液中硫酸根离子、氟离子、氯离子和漠离子含量换算得出。
5 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
1 GB/T41067—2021
5.2 2过氧化氢水溶液：质量分数30%。 5.3 3无水碳酸钠。 5.4 4无水碳酸氢钠。 5.5 氩气：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（1000mg/L，水基体）。 5.9 漠离子标准溶液（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。
6 仪器和设备
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 2燃烧舟：石英材质。 6.3 3分析天平：感量0.1mg。 6.4球磨仪。
试验步骤
7
7.1 样品预处理
取不少于300mg的样品置于球磨仪的研磨罐中，加盖密封。将研磨罐置于液氨中浸泡处理
3min～5min，或置于一20℃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： a) 载气：氩气，100mL/min。 b) 反应气：氧气，300mL/min。 c) 燃烧室温度：不低于1050℃。 d) 燃烧后保温时间：160s。 e) 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。 g) 柱温：30℃。 h) 淋洗液：含3.2mmol/LNazCO：和1.0mmol/LNaHCO：的水溶液。 2
GAG GB/T41067—2021
i) 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， k） 检测器：电导检测器。
检测池温度：30℃。 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
1)
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漠离子标准溶液（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、1.0mL、2.0mL、 5.0mL、10mL至10mL容量瓶中，加水定容至刻度，摇匀，依次记为浓度水平1～浓度水平6，见表1。
表1混合标准工作溶液浓度
单位为毫克每升硫酸根离子浓度
浓度浓度水平1 浓度水平2 浓度水平3 浓度水平4 浓度水平5 浓度水平6
氯离子浓度 0.75
氟离子浓度
溴离子浓度
0.25 0.50 1.25 2.50 5.00 12.50
0.75 1G1.50 3.75 7.50 15.00 37.50
5.00 10.00 25.00 50.00 100.00 250.00
1.50 3.75 7.50 15.00 37.50
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1050℃进行灼烧.待冷却后，不加样品，送入燃烧炉内.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1050℃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、溴的含量。
8结果计算
按式（1）计算样品中各元素的含量：
A-A。-b
V
X :
XfX
.(1)
a
m
式中：
3 GB/T41067—2021
样品中某一目标元素的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；样品某一目标元素阴离子的峰面积；空白样品中某一目标元素阴离子的峰面积；某一目标元素阴离子的标准曲线斜率；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=1；氯：f=1；漠：f=1；吸收管内水的总体积，为吸收管预先加入的2mLH，O2、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）；样品的称样量，单位为克（g）。
x A A. Q 6 f V
m 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
9检出限
本方法的检出限：硫为1.0mg/kg，氟为0.2mg/kg，氯为0.4mg/kg，溴为0.6mg/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
11 影响含量测定结果的因素
11.1 部分石墨烯粉体存在硫、氟、氯、漠元素含量分布不均匀的情况，采用低温研蘑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：
a) 本文件编号： b) 测试单位、测试人员、日期； c) 样品来源； d) 样品的详细描述，包括厂家、样品编号、生产批号和样品形态； e) 测试方法； f) 仪器的名称和型号； g) 测试结果。
12.2 数据记录和测试报告示例参见附录C。
13 3示例
测试示例参见附录C。
4