电子产品中有害物质的测试与环境性能评估研究

摘要

本文提出了应对欧盟《限制有害物质在电子电气设备产品中的使用》指令的检测方案，对一些典型的电子产品样品做了4种仪器分析方法的测试应用，对两款手机中金属的环境性能采用潜在毒性因子指标进行了评估。 应对RoHS指令的检测方案定为：将安全极限值放宽30-50％，采用能谱X射线荧光谱方法对样品进行初步扫描筛选；如果筛选结果落入无定论值域，则在微波消解辅助制样后进行精密仪器分析。对于Cd、Pb和Hg的测试，用混合强酸溶解和耦合感应等离子体光发射谱分析；对于Cr<'6+>的测试，用混合碱液溶解和双光束分光光度计分析；对于多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)的测试，用有机溶剂溶解和气相色谱-质谱联用分析。 测试应用发现：Cd、Pb、Hg和Cr<'6+>的重复性小于5％，PBB和PBDE的重复性小于1％，表明结果稳定、测试精密度高。Cd、Pb、Hg、Cr<'6+>和单溴联苯(Mono-BB)至十溴联苯(Deca-BB)共14种物质的回收率在90-110％之间，表明制样污染和损失小，测试准确度高；它们的检测限和定量限处于ng/g和μg/g级别，表明结果可靠，测试灵敏度高。对于Cr<'6+>的光度计分析，优化的实验参数为：萃取时间为60 min、pH值为2.0，以及采用1 mL 0.5 M K<,2>HPO<,4>和0.5 M KH<,2>PO<,4>的混合缓冲液。 环境性能评估发现：手机中共含20多种金属元素，占总比重的35-40wt％。有12种对环境的潜在毒性较大(>TPI/12 mg)，其中Pb的为208 TPI/mg。两款手机中金属的总体TPI显示，在最坏的情况下，它们对环境的潜在危害分别等同于无控制地向环境中释放6.14 g和12.28 g的Pb所导致的危害。两款手机的平均毒性为4.1TPI/ mg和4.5TPI/mg。单位重量的手机物质对环境的潜在毒性大小类似，对环境总体影响的差异则主要因重量的不同，而非所用有害物质种类的减少。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2电子垃圾与危害

1.3绿色电子与立法

1.4选题依据与意义

1.5课题研究现状

第2章实验设备和试剂

2.1有害物质初步筛选的设备和试剂

2.2有害物质仪器分析的设备和试剂

2.3电子产品环境性能评估的设备和试剂

第3章电子产品中有害物质初步筛选方案的制定

3.1引言

3.2应对RoHS指令的检测流程

3.3筛选原理和步骤

3.4筛选应用与讨论

3.5小结

第4章电子产品中有害物质仪器分析的应用研究

4.1引言

4.2总体测试方案的确定

4.3实验

4.4结果与讨论

4.5小结

第5章电子产品中金属的潜在毒性评估

5.1引言

5.2潜在毒性因子理论

5.3实验

5.4结果与讨论

5.5小结

第6章 结论与建议

参考文献

致谢

附录Ⅰ：一种充电器中6种物质的检测结果

附录Ⅱ：硕士研究生期间发表的论文及参研项目