TCSTM 00194-2021 富勒烯制品中[60][70]富勒烯含量测定 高效液相色谱法.pdf

ICS 59.100.20 CCS Q 50 团 体 标 准 T/CSTM 001942021 富勒烯制品中60/70富勒烯含量测定 高效液相色谱法 Determination of 60/70 fullerene content in fullerene productsHigh performance liquid chromatography 2021-03-03 发布 2021-06-03 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 I 目 次 前言.II 引言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 原理.2 5 试剂和材料.2 6 仪器.2 7 色谱工作条件.2 8 样品制备.2 9 测定.3 10 数据处理.4 11 检出限和检测范围.5 12 不确定度来源分析.5 13 精密度.5 14 测试报告.5 附录 A（资料性）富勒烯制品中60富勒烯含量测定实例.6 附录 B（资料性）富勒烯制品中70富勒烯含量测定实例.10 附录 C（规范性）峰面积计算.14 附录 D（资料性）主要起草单位和主要起草人.15 CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 前 言 本文件参照GB/T 1.12020 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这些专利的责任。本文件由中国材料与试验团体标准委员会基础与共性技术领域委员会（CSTM/FC00）提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会基础与共性技术领域委员会（CSTM/FC00）归口。CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 III 引 言 富勒烯（fullerene）是由碳原子组成的类球形团簇分子，是碳的一种同素异形体。富勒烯具有独特的光、电和磁学特性，在化妆品、生物医药、新材料和新能源等行业具有广泛的应用，市场上富勒烯制品的种类和数量都在高速增长。富勒烯制品中添加的富勒烯含量会显著影响其应用性能，其市场价格也与富勒烯含量密切相关。由于缺少能够准确测定富勒烯含量的可靠方法，目前市场上富勒烯制品鱼目混珠、质量良莠不齐。制定统一的富勒烯含量检测标准，对规范和推进富勒烯相关产业化的高速发展具有重大意义。高效液相色谱是通用的富勒烯检测技术，被广泛用于富勒烯原料的纯度检测，通过优化筛选高效液相色谱的条件参数，能够满足准确测定富勒烯含量的技术需求。本文件提供了利用高效液相色谱测定富勒烯制品中60/70富勒烯含量的方法，可满足众多富勒烯研究、生产与应用的迫切需要。CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 1 富勒烯制品中60/70富勒烯含量测定 高效液相色谱法 1 范围 本文件规定了富勒烯制品中60/70富勒烯含量测定高效液相色谱法的术语和定义、原理、试剂和材料、仪器、色谱工作条件、样品制备、测定、数据处理、检出限和检测范围、不确定度来源分析、精密度和测试报告。本文件适用于富勒烯制品中60/70富勒烯的含量测定，富勒烯制品中其他富勒烯及富勒烯衍生物的含量测定可参考本文件执行。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/T 9008 液相色谱法术语 柱色谱法和平面色谱法 GB/T 16631 高效液相色谱法通则 GB/T 26792 高效液相色谱仪 GB/T 30544.3-2015 纳米科技 术语 第3部分：碳纳米物体 T/CSTM 00009-2019 60和70富勒烯的纯度测定 高效液相色谱法 3 术语和定义 GB/T 9008、GB/T 30544.3-2015和 T/CSTM 00009-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 富勒烯 fullerene 由偶数个碳原子组成，有12个五元环，其余为六元环组成的密闭笼状多环。来源：GB/T 30544.3-2015，3.1 3.2 60富勒烯 60fullerene 由60个碳原子组成，有12个五元环，其余为六元环组成的密闭笼状多环。来源：T/CSTM 00009-2019，3.1 3.3 70富勒烯 70fullerene 由70个碳原子组成，有12个五元环，其余为六元环组成的密闭笼状多环。来源：T/CSTM 00009-2019，3.2 CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 2 4 原理 在特定条件下，溶液中60富勒烯或70富勒烯与基质在流动相与固定相中分配系数的差异使其色谱保留时间不同，通过紫外-可见光检测器检测得到富勒烯的色谱峰，根据富勒烯对照品的峰面积和浓度绘制标准曲线。通过60富勒烯或70富勒烯的标准曲线计算样品中60富勒烯或70富勒烯的含量。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。5.2 超纯水：电阻率大于18 M*cm。5.3 甲苯：色谱纯。5.4 60富勒烯对照品：含量大于 98.0%。5.5 70富勒烯对照品：含量大于 98.0%。5.6 饱和硫酸铵溶液：称取50 g硫酸铵置于100 mL烧杯中，加入50 mL的超纯水充分搅拌溶解，静置，上层溶液为饱和硫酸铵溶液，常温保存，备用。6 仪器 6.1 分析天平 实际分度值分别为 0.01 g 和 0.01 mg。6.2 高效液相色谱仪 参照 GB/T 26792 的规定，配置紫外-可见光检测器和柱温箱。6.3 色谱柱 参照 T/CSTM 00009-2019 的规定，推荐以 5 m 球形多孔硅胶为基质，表面键合芘基丙基的色谱柱，柱长 250 mm，柱内径 4.6 mm。其他能达到同等分离程度的色谱柱均可使用。7 色谱工作条件 色谱工作条件参见表1。表1 色谱条件 色谱条件色谱条件 参数参数 柱温 30 流动相 甲苯 流动相流量 1 mL/min 紫外检测波长 335 nm 进样量 10 L 8 样品制备 8.1 60/70富勒烯对照品溶液的制备 CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 3 8.1.1 60富勒烯对照品溶液制备 准确称取 25 mg（精确至 0.01mg）的60富勒烯对照品，加入 50 mL 的甲苯，冷水浴超声使样品完全溶解（超声功率不低于 300 W，超声时间不少于 15 min），转移至 100 mL 容量瓶，加甲苯至刻度，混合均匀，得到 250 g/mL 的60富勒烯对照品溶液。使用甲苯将 250 g/mL 的60富勒烯对照品溶液逐级稀释得到浓度为 100 g/mL、75 g/mL、50 g/mL、25 g/mL、10 g/mL、5 g/mL 和 1 g/mL的60富勒烯对照品溶液。8.1.2 70富勒烯对照品溶液制备 准确称取25 mg（精确至0.01mg）的70富勒烯对照品，加入50 mL的甲苯，冷水浴超声使样品完全溶解（超声功率不低于300 W，超声时间不少于15 min），转移至100 mL容量瓶，加甲苯至刻度，混合均匀，得到250 g/mL的70富勒烯对照品溶液。使用甲苯将250 g/mL的70富勒烯对照品溶液逐级稀释得到浓度为100 g/mL、75 g/mL、50 g/mL、25 g/mL、10 g/mL、5 g/mL和1 g/mL的70富勒烯对照品溶液。8.2 样品溶液的制备 8.2.1 油制品的样品溶液制备 准确称取 500 mg（精确至 0.01 mg）富勒烯油制品于 10 mL 容量瓶中，加甲苯至刻度，混合均匀作为油制品的样品溶液。8.2.2 水溶制品的样品溶液制备 准确称取 500 mg（精确至 0.01 mg）的富勒烯水溶制品，加入 5 mL 的超纯水，1 mL 的饱和硫酸铵溶液，摇匀，再加入 5 mL 的甲苯，于冷水浴中超声振摇萃取（超声功率不低于 300 W，45 min）或涡旋仪中振荡萃取（6000 r/min，20 min），进行离心（8000 r/min，10 min）后移取上层甲苯溶液作为水溶制品的样品溶液。9 测定 9.1 基线稳定性的确认 按高效液相色谱操作规程开机预热，按照第 7 章色谱工作条件进行基线检测，根据 GB/T 26792，在不少于 15 min 的检测时间内，基线噪声不超过 0.05 mAU 且基线漂移不大于 1 mAU/h，即通过基线检测。9.2 保留时间的确认 按照第 7 章色谱工作条件，将 8.1 中60富勒烯对照品溶液进行色谱分析，记录保留时间，重复操作两次，两次保留时间平均值为60富勒烯的保留时间。70富勒烯保留时间的确认与60富勒烯相同。9.3 标准曲线的绘制 按照第 7 章色谱工作条件，将 8.1 中60富勒烯对照品溶液按照浓度由低到高进行色谱分析，记录色谱数据，重复操作两次，两次峰面积平均值为60富勒烯的峰面积。以60富勒烯的峰面积为纵坐标，其浓度为横坐标作图，并对其进行线性拟合，得到标准曲线回归方程。60富勒烯对照品的标准曲线测定实例参见附录 A。70富勒烯对照品溶液的测量与60富勒烯相同，70富勒烯对照品的标准曲线测定实例参见附录 B。CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 4 9.4 样品测量 9.4.1 60富勒烯制品的样品测量 按照第 7 章色谱工作条件，将 8.2 中富勒烯样品溶液进行色谱分析，记录色谱数据，重复操作两次，两次峰面积平均值为60富勒烯的峰面积。根据 9.2 中对照品的保留时间确定样品中待测富勒烯对应的色谱峰。样品中60富勒烯的峰面积应在标准曲线的线性范围内，超过线性范围则应稀释后按照上述操作过程重新进样分析。根据60富勒烯的峰面积和标准曲线计算样品中的富勒烯含量。60富勒烯制品中富勒烯含量测定实例参见附录 A。9.4.2 70富勒烯制品的样品测量 70富勒烯制品的样品测量参照 9.4.1 中60富勒烯制品的样品测量。70富勒烯制品中富勒烯含量测定实例参见附录 B。9.5 空白试验 除不称取试样外，采用完全相同的分析步骤、试剂、用量，进行平行操作。10 数据处理 10.1 峰面积计算 参照GB/T 16631规定，峰面积为峰信号值和基线信号值之差的积分，具体计算方法参见附录C。10.2 标准曲线方程 10.2.1 60富勒烯的标准曲线回归方程 60富勒烯的标准曲线回归方程按式（1）计算。A=k 60+b（1）式中：A60富勒烯的色谱峰面积，单位为微伏秒（Vs）；k标准曲线回归方程的斜率，单位为毫升微伏秒每毫克（mLVs/mg）；c6060富勒烯对照品的浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；b标准曲线回归方程在Y轴上的截距，单位为微伏秒（Vs）。10.2.2 70富勒烯的标准曲线回归方程 70富勒烯的标准曲线回归方程的计算与60富勒烯相同。10.3 富勒烯含量计算 10.3.1 60富勒烯含量计算 60富勒烯的含量按式（2）计算。60=（2）式中：W6060富勒烯的质量分数，%；CSTM标准公布使用全国团体标准信息平台T/CSTM 00194-2021 5 c60根据标准曲线计算出的样品溶液中60富勒烯的浓度，单位为毫克每毫升（mg/mL）；V富勒烯样品溶液定容体积，单位为毫升（mL）；m富勒烯样品的质量，单位为毫克（mg）。计算结果应扣除空白值，测定结果用平行测定的算数平均值表示。10.3.2 70富勒烯含量计算 70富勒烯的含量计算与60富勒烯相同。11 检出限和检测范围 60富勒烯含量的检出限为0.4 mg/kg，检测范围为20 mg/kg至2000 mg/kg。70富勒烯含量的检出限为1.2 mg/kg，检测范围为20 mg/kg至2000 mg/kg。12 不确定度来源分析 本方法的不确定度来源不包含取样均匀性，其他主要来源包括但不限于：60