ICS 71.040.50 CCS G 30
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41456—2022
纳米技术 生产环境纳米二氧化钛粉尘
浓度检测方法 ：分光光度法
Nanotechnologies-Determination of theconcentration of nanometertitanium
dioxideairbornedustinworkplace-Spectrophotometrymethod
2022-04-15发布
2022-11-01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/T 414562022
目 次
前言
范围规范性引用文件术语和定义测定方法原理设备和仪器样品采集与处理分散液中二氧化钛粉尘浓度的测试 8 结果 9 测试报告附录A（资料性） 分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度测试实例(较低浓度）附录B（资料性）分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度测试实例(较高浓度）参考文献
Y
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10 12 GB/T41456—2022
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（SAC/TC279)归口。 本文件起草单位：南京理工大学、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、江苏省颗粒学会、北京
市理化分析测试中心、中国计量科学研究院、北京粉体技术协会。
本文件主要起草人：杨毅、王正萍、陈守文、张晋华、李琴梅、张文阁、高原、高峡、刘伟丽、平、李力、 窦晓亮、王欢、严艳琳、陈九玉。
II GB/T41456—2022
纳米技术 生产环境纳米二氧化钛粉尘
浓度检测方法 分光光度法
1范围
本文件规定了采用分光光度法测定生产环境空气中纳米二氧化钛粉尘浓度的方法，包括样品采集
与处理、测试、数据处理、结果计算。
本文件适用于使用分光光度计检测湿法采集到的纳米二氧化钛粉尘浓度。其他环境空气中纳米二氧化钛浓度的测定可参考使用本文件。
2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/T30544.4纳米科技术语第4部分：纳米结构材料 JJG880浊度计 JJG956大气采样器
术语和定义
3
GB/T30544.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
纳米二氧化钛粉尘 nanometertitaniumdioxideairbornedust 悬浮于空气中，至少有一维尺寸小于100nm的二氧化钛。
3.2
捕集液collectionliquid 使用大气采样器进行湿法采集时，对纳米粉尘进行捕集、截留的液体介质。
3.3
纳米粉尘分散液liquidofnanometerdustsuspension 含有纳米粉尘的捕集液。 注：简称分散液。
4测定方法原理
利用大气采样器将空气中纳米二氧化钛粉尘采集到捕集液中，形成二氧化钛粉尘分散液。二氧化钛的消解产物硫酸氧钛（见化学反应式1)与二安替吡啉甲烷(DAPM)或过氧化氢（H2O2)发生络合反应，生成颜色显著的络合物（分别见化学反应式2、化学反应式3）。采用分光光度计测试络合物在相应最大吸收波长处的吸光度，络合物吸光度与二氧化钛浓度在一定范围内成正比。结合空气样品采集体积和分散液体积等参数，计算出环境空气中二氧化钛粉尘浓度。
1 GB/T41456—2022
化学反应式1：TiOz十H2SO4→TiO2+十SO,2-+Hz0 化学反应式2：TiO2++3(DAPM)+2H+→[Ti(DAPM)：J+++HzO 化学反应式3：TiO2+十H2O2→[TiO(H2O2)]2+
5设备和仪器
5.1 采样器：符合JJG956的大气采样器。 5.2电子天平：精度0.1mg。 5.3超声波发生器：设备参数应覆盖以下范围：频率25kHz~100kHz，功率100W～300W。 5.4 浊度计：符合JJG880的浊度计，量程下限不高于0.1NTU。 5.5电热板：加热板面积不小于150mm×150mm，温度不低于200℃。 5.6 紫外-可见分光光度计：波长范围200nm～600nm，精度优于1nm。
6样品采集与处理
6.1采集
在悬浮有纳米粉尘的生产环境中，采用检定合格且采样效率可知的大气采样器，按照采样器操作规程连续采集含有纳米粉尘的空气，通过空气与捕集液的相互作用将纳米粉尘截留到捕集液中，形成粉尘分散液，实现对粉尘的采集。
6.2菜样
准确量取1000mL（记作V,)蒸馏水作为纳米二氧化钛粉尘的捕集液，转移到采样器的收集器中。 将采样器的采样头或采样口置于纳米二氧化钛生产环境的代表性位置和呼吸带高度，调节空气采样流量，开始采样。采集一定时间后，取出二氧化钛粉尘的捕集液（即分散液）待测。
6.3样品保存
分散液样品应于采集后24h内完成测试。如果24h内无法完成样品测试，则需将样品在4℃士2℃ 下冷藏并暗处保存，最长保存时间不应超过1个月。 6.4样品分散处理
分散液样品测试前需在室温下至少超声5min，工作条件：频率25kHz100kHz，功率100W~ 300W.
7分散液中二氧化钛粉尘浓度的测试
7.1测试方法的选择
首先，利用浊度计测试经超声分散的二氧化钛分散液浊度，再根据分散液浊度值选择相应的测试方法，如图1所示。当分散液浊度TTi02≤T。时，按7.2规定的二安替吡啉甲烷分光光度法测试，测试实例见附录A；当分散液浊度TTo.>T。时，按7.3规定的过氧化氢分光光度法测试，测试实例见附录B。
T。的测试方法为：取生产现场的纳米二氧化钛产品配制成1.8mg/L的分散液，用浊度计测得的浊度值即为T。。
2 GB/T41456—2022
纳米二氧化钛粉尘分散液
分散液浊度
测试
分散液浊度 Tro,≤To
分散液浊度 Trog>To
二安替吡啉甲烷分光光度法
过氧化氢分光
光度法
图1 分散液浓度测试方法选择流程图
7.2二安替吡啉甲烷分光光度法 7.2.1试剂与样品 7.2.1.1 二安替吡啉甲烷：分析纯。 7.2.1.2盐酸(37%)：优级纯。 7.2.1.3浓硫酸（98%）：优级纯。 7.2.1.4硫酸铵：分析纯。 7.2.1.5 抗坏血酸：分析纯。 7.2.1.6 蒸馏水：去离子水经二次蒸馏得到的二次蒸馏水。 7.2.1.7 二氧化钛：生产现场的纳米二氧化钛产品。 7.2.2 溶液的配制 7.2.2.1 二安替吡啉甲烷溶液
称取25.0g二安替吡啉甲烷于1000mL烧杯中，加人400mL7.4%盐酸（采用37%盐酸配制而成），加热并搅拌至完全溶解，冷却，转移至500mL的容量瓶中，用7.4%盐酸定容至刻度，混匀，保存于棕色瓶中，4℃士2℃下冷藏。使用前1h取出。有效期1个月。 7.2.2.2消解液
向1000mL烧杯中加入350mL浓硫酸和200g硫酸铵，置于电热板上加热至硫酸铵全部溶解，然后自然冷却至室温，转移至500mL广口瓶中。
安全警告——浓硫酸为强酸性腐蚀品。 7.2.2.3二氧化钛储备液
称取500.0mg二氧化钛产品于100mL烧杯中，加入消解液10mL，置于电热板上，在通风橱中逐渐升温至200℃C消解，待溶液变为无色透明时取下，冷却，转移至1000mL容量瓶中，用蒸馏水定容至
3 GB/T41456—2022
刻度，混匀。 7.2.2.4二氧化钛使用液
用移液管移取二氧化钛储备液5mL置于250mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，混匀。 7.2.3工作曲线的绘制
7.2.3.1取6个50mL容量瓶，分别加人二氧化钛使用液0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL和 5.0 mL. 7.2.3.2向上述6个溶液中均依次加人8.0mL5.9%盐酸、2.0mL10g/L抗坏血酸和10.0mL50g/L 二安替吡啉甲烷溶液，用蒸馏水定容至刻度，摇匀，得到不同浓度的溶液。 7.2.3.3分别移取7.2.3.2的6个溶液到比色皿中，用紫外-可见分光光度计在波长390nm处，以试剂空白为参比，测试吸光度，每个样品测试3次，计算其平均吸光度 7.2.3.4以二氧化钛浓度为横坐标，平均吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。 7.2.3.5工作曲线的直线拟合相关系数R应不小于0.999，否则重新绘制。 7.2.4分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度的测试 7.2.4.1) 将分散液样品至少超声5min。 7.2.4.2用移液管取7.2.4.1分散液样品50mL于100mL烧杯中，在80℃条件下烘干。 7.2.4.3在7.2.4.2样品中加入10mL消解液于烧杯中，置于电热板上，在通风橱中逐渐升温至200℃ 消解，待溶液变成无色透明时取下，冷却，转移至50mL容量瓶中。 7.2.4.4在7.2.4.3样品中，依次加入8.0mL的5.9%盐酸、2.0mL的10g/L抗坏血酸和10.0mL的 50g/L二安替吡啉甲烷溶液，用蒸馏水定容至50mL，摇匀。 7.2.4.5将7.2.4.4溶液转入比色血中，用紫外-可见分光光度计在波长390nm处，测定吸光度，每个样品测试三次，计算其平均吸光度。 7.2.5数据处理
用7.2.4.5样品的吸光度减去空白溶液的吸光度，从7.2.3.4工作曲线上查出分散液中二氧化钛粉尘的质量浓度，记为pi（mg/L）。 7.3过氧化氢分光光度法 7.3.1试剂 7.3.1.1 浓硫酸（98%）：优级纯。 7.3.1.2 硫酸铵：分析纯。 7.3.1.3 过氧化氢（30%）：分析纯。 7.3.1.4 蒸馏水：去离子水经二次蒸馏得到的二次蒸馏水。 7.3.1.5二氧化钛：生产现场的纳米二氧化钛产品。 7.3.2溶液的配制 7.3.2.1 过氧化氢溶液
用蒸馏水将30%过氧化氢稀释10倍。 7.3.2.2消解液
向1000mL烧杯中加入350mL浓硫酸和200g硫酸铵，置于电热板上加热至硫酸铵全部溶解，然
4 ICS 71.040.50 CCS G 30
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41456—2022
纳米技术 生产环境纳米二氧化钛粉尘
浓度检测方法 ：分光光度法
Nanotechnologies-Determination of theconcentration of nanometertitanium
dioxideairbornedustinworkplace-Spectrophotometrymethod
2022-04-15发布
2022-11-01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/T 414562022
目 次
前言
范围规范性引用文件术语和定义测定方法原理设备和仪器样品采集与处理分散液中二氧化钛粉尘浓度的测试 8 结果 9 测试报告附录A（资料性） 分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度测试实例(较低浓度）附录B（资料性）分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度测试实例(较高浓度）参考文献
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10 12 GB/T41456—2022
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（SAC/TC279)归口。 本文件起草单位：南京理工大学、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、江苏省颗粒学会、北京
市理化分析测试中心、中国计量科学研究院、北京粉体技术协会。
本文件主要起草人：杨毅、王正萍、陈守文、张晋华、李琴梅、张文阁、高原、高峡、刘伟丽、平、李力、 窦晓亮、王欢、严艳琳、陈九玉。
II GB/T41456—2022
纳米技术 生产环境纳米二氧化钛粉尘
浓度检测方法 分光光度法
1范围
本文件规定了采用分光光度法测定生产环境空气中纳米二氧化钛粉尘浓度的方法，包括样品采集
与处理、测试、数据处理、结果计算。
本文件适用于使用分光光度计检测湿法采集到的纳米二氧化钛粉尘浓度。其他环境空气中纳米二氧化钛浓度的测定可参考使用本文件。
2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/T30544.4纳米科技术语第4部分：纳米结构材料 JJG880浊度计 JJG956大气采样器
术语和定义
3
GB/T30544.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
纳米二氧化钛粉尘 nanometertitaniumdioxideairbornedust 悬浮于空气中，至少有一维尺寸小于100nm的二氧化钛。
3.2
捕集液collectionliquid 使用大气采样器进行湿法采集时，对纳米粉尘进行捕集、截留的液体介质。
3.3
纳米粉尘分散液liquidofnanometerdustsuspension 含有纳米粉尘的捕集液。 注：简称分散液。
4测定方法原理
利用大气采样器将空气中纳米二氧化钛粉尘采集到捕集液中，形成二氧化钛粉尘分散液。二氧化钛的消解产物硫酸氧钛（见化学反应式1)与二安替吡啉甲烷(DAPM)或过氧化氢（H2O2)发生络合反应，生成颜色显著的络合物（分别见化学反应式2、化学反应式3）。采用分光光度计测试络合物在相应最大吸收波长处的吸光度，络合物吸光度与二氧化钛浓度在一定范围内成正比。结合空气样品采集体积和分散液体积等参数，计算出环境空气中二氧化钛粉尘浓度。
1 GB/T41456—2022
化学反应式1：TiOz十H2SO4→TiO2+十SO,2-+Hz0 化学反应式2：TiO2++3(DAPM)+2H+→[Ti(DAPM)：J+++HzO 化学反应式3：TiO2+十H2O2→[TiO(H2O2)]2+
5设备和仪器
5.1 采样器：符合JJG956的大气采样器。 5.2电子天平：精度0.1mg。 5.3超声波发生器：设备参数应覆盖以下范围：频率25kHz~100kHz，功率100W～300W。 5.4 浊度计：符合JJG880的浊度计，量程下限不高于0.1NTU。 5.5电热板：加热板面积不小于150mm×150mm，温度不低于200℃。 5.6 紫外-可见分光光度计：波长范围200nm～600nm，精度优于1nm。
6样品采集与处理
6.1采集
在悬浮有纳米粉尘的生产环境中，采用检定合格且采样效率可知的大气采样器，按照采样器操作规程连续采集含有纳米粉尘的空气，通过空气与捕集液的相互作用将纳米粉尘截留到捕集液中，形成粉尘分散液，实现对粉尘的采集。
6.2菜样
准确量取1000mL（记作V,)蒸馏水作为纳米二氧化钛粉尘的捕集液，转移到采样器的收集器中。 将采样器的采样头或采样口置于纳米二氧化钛生产环境的代表性位置和呼吸带高度，调节空气采样流量，开始采样。采集一定时间后，取出二氧化钛粉尘的捕集液（即分散液）待测。
6.3样品保存
分散液样品应于采集后24h内完成测试。如果24h内无法完成样品测试，则需将样品在4℃士2℃ 下冷藏并暗处保存，最长保存时间不应超过1个月。 6.4样品分散处理
分散液样品测试前需在室温下至少超声5min，工作条件：频率25kHz100kHz，功率100W~ 300W.
7分散液中二氧化钛粉尘浓度的测试
7.1测试方法的选择
首先，利用浊度计测试经超声分散的二氧化钛分散液浊度，再根据分散液浊度值选择相应的测试方法，如图1所示。当分散液浊度TTi02≤T。时，按7.2规定的二安替吡啉甲烷分光光度法测试，测试实例见附录A；当分散液浊度TTo.>T。时，按7.3规定的过氧化氢分光光度法测试，测试实例见附录B。
T。的测试方法为：取生产现场的纳米二氧化钛产品配制成1.8mg/L的分散液，用浊度计测得的浊度值即为T。。
2 GB/T41456—2022
纳米二氧化钛粉尘分散液
分散液浊度
测试
分散液浊度 Tro,≤To
分散液浊度 Trog>To
二安替吡啉甲烷分光光度法
过氧化氢分光
光度法
图1 分散液浓度测试方法选择流程图
7.2二安替吡啉甲烷分光光度法 7.2.1试剂与样品 7.2.1.1 二安替吡啉甲烷：分析纯。 7.2.1.2盐酸(37%)：优级纯。 7.2.1.3浓硫酸（98%）：优级纯。 7.2.1.4硫酸铵：分析纯。 7.2.1.5 抗坏血酸：分析纯。 7.2.1.6 蒸馏水：去离子水经二次蒸馏得到的二次蒸馏水。 7.2.1.7 二氧化钛：生产现场的纳米二氧化钛产品。 7.2.2 溶液的配制 7.2.2.1 二安替吡啉甲烷溶液
称取25.0g二安替吡啉甲烷于1000mL烧杯中，加人400mL7.4%盐酸（采用37%盐酸配制而成），加热并搅拌至完全溶解，冷却，转移至500mL的容量瓶中，用7.4%盐酸定容至刻度，混匀，保存于棕色瓶中，4℃士2℃下冷藏。使用前1h取出。有效期1个月。 7.2.2.2消解液
向1000mL烧杯中加入350mL浓硫酸和200g硫酸铵，置于电热板上加热至硫酸铵全部溶解，然后自然冷却至室温，转移至500mL广口瓶中。
安全警告——浓硫酸为强酸性腐蚀品。 7.2.2.3二氧化钛储备液
称取500.0mg二氧化钛产品于100mL烧杯中，加入消解液10mL，置于电热板上，在通风橱中逐渐升温至200℃C消解，待溶液变为无色透明时取下，冷却，转移至1000mL容量瓶中，用蒸馏水定容至
3 GB/T41456—2022
刻度，混匀。 7.2.2.4二氧化钛使用液
用移液管移取二氧化钛储备液5mL置于250mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，混匀。 7.2.3工作曲线的绘制
7.2.3.1取6个50mL容量瓶，分别加人二氧化钛使用液0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL和 5.0 mL. 7.2.3.2向上述6个溶液中均依次加人8.0mL5.9%盐酸、2.0mL10g/L抗坏血酸和10.0mL50g/L 二安替吡啉甲烷溶液，用蒸馏水定容至刻度，摇匀，得到不同浓度的溶液。 7.2.3.3分别移取7.2.3.2的6个溶液到比色皿中，用紫外-可见分光光度计在波长390nm处，以试剂空白为参比，测试吸光度，每个样品测试3次，计算其平均吸光度 7.2.3.4以二氧化钛浓度为横坐标，平均吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。 7.2.3.5工作曲线的直线拟合相关系数R应不小于0.999，否则重新绘制。 7.2.4分散液中纳米二氧化钛粉尘浓度的测试 7.2.4.1) 将分散液样品至少超声5min。 7.2.4.2用移液管取7.2.4.1分散液样品50mL于100mL烧杯中，在80℃条件下烘干。 7.2.4.3在7.2.4.2样品中加入10mL消解液于烧杯中，置于电热板上，在通风橱中逐渐升温至200℃ 消解，待溶液变成无色透明时取下，冷却，转移至50mL容量瓶中。 7.2.4.4在7.2.4.3样品中，依次加入8.0mL的5.9%盐酸、2.0mL的10g/L抗坏血酸和10.0mL的 50g/L二安替吡啉甲烷溶液，用蒸馏水定容至50mL，摇匀。 7.2.4.5将7.2.4.4溶液转入比色血中，用紫外-可见分光光度计在波长390nm处，测定吸光度，每个样品测试三次，计算其平均吸光度。 7.2.5数据处理
用7.2.4.5样品的吸光度减去空白溶液的吸光度，从7.2.3.4工作曲线上查出分散液中二氧化钛粉尘的质量浓度，记为pi（mg/L）。 7.3过氧化氢分光光度法 7.3.1试剂 7.3.1.1 浓硫酸（98%）：优级纯。 7.3.1.2 硫酸铵：分析纯。 7.3.1.3 过氧化氢（30%）：分析纯。 7.3.1.4 蒸馏水：去离子水经二次蒸馏得到的二次蒸馏水。 7.3.1.5二氧化钛：生产现场的纳米二氧化钛产品。 7.3.2溶液的配制 7.3.2.1 过氧化氢溶液
用蒸馏水将30%过氧化氢稀释10倍。 7.3.2.2消解液
向1000mL烧杯中加入350mL浓硫酸和200g硫酸铵，置于电热板上加热至硫酸铵全部溶解，然
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