甲醇中2,2`,4,4`-四溴二苯醚溶液标准物质及其制备方法

摘要

本发明公开一种甲醇中2,2',4,4'‑四溴二苯醚溶液纯度标准物质的制备方法，包括如下步骤：对2,2',4,4'‑四溴二苯醚进行定性分析及纯度准确定值；配置成2.0mg/mL的甲醇中2,2',4,4'‑四溴二苯醚溶液作为纯度样品，采用液相色谱法对纯度样品进行均匀性初检；将经过均匀性初检、准确定值的2,2',4,4'‑四溴二苯醚配置成甲醇中2,2’,4,4’‑四溴二苯醚溶液，作为标准样品，对标准样品按照计量学要求进行均匀性检验、稳定性检验、定值和不确定度分析，若均匀性、稳定性和不确定度均满足要求，定值准确稳定，符合计量学特性，即为纯度标准物质。本发明研制的甲醇中2,2',4,4'‑四溴二苯醚溶液纯度标准物质主要是作为量值传递的标准，满足目前研究和检测的需要，用于溴系阻燃剂相关研究。

说明书

技术领域

本发明属于计量技术领域，涉及有机物标准物质，具体涉及一种甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质及其制备方法。

背景技术

多溴二苯醚是公认的全球有机污染物，在全球范围内均被限制或禁止使用，开发多溴二苯醚类标准品、测定其纯度及其所含杂质的含量，对于检测多溴二苯醚类化合物，保障生产安全和民生健康具有重要意义。

2,2′,4,4′-四溴二苯醚是多溴二苯醚的一种，现有检测一般采用气相色谱法、液相色谱、液相色谱-质谱联用、气相色谱-质谱联用、分光光度法等方法，然而各种方法的灵敏度不一致，导致药物分析结果差异较大，因此需要统一的标准物质实现量值统一，对其纯度标准物的研制，实现对该量值的溯源性，使检测结果具有可比性和统一性具有重大的现实意义，由此，十分有必要提供一种2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度标准物研制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质及其制备方法，以解决现有技术对2,2′,4,4′-四溴二苯醚不能实现统一量值的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液纯度标准物质的制备方法，包括如下步骤：

选取纯度大于98％的2,2′,4,4′-四溴二苯醚作为原料，分别采用气质联用、核磁共振对2,2′,4,4′-四溴二苯醚进行定性分析，然后利用质量平衡法和差示扫描量热法为2,2′,4,4′-四溴二苯醚原料纯度准确定值；

用甲醇溶解2,2′,4,4′-四溴二苯醚，配置成2.0mg/mL的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液作为纯度样品，采用液相色谱法对纯度样品进行均匀性初检；

将经过均匀性初检、准确定值的2,2′,4,4′-四溴二苯醚配置成浓度为1000mg/L或100mg/L甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚溶液，作为标准样品，对标准样品按照计量学要求进行均匀性检验、稳定性检验、定值和不确定度分析，若均匀性、稳定性和不确定度均满足要求，定值准确稳定，符合计量学特性，即为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液纯度标准物质。

在一些实施方式中，采用液相色谱法进行均匀性初步检测步骤如下：在装有2,2′,4,4′-四溴二苯醚的原料瓶上、中、下部分别取2,2′,4,4′-四溴二苯醚50.0mg，用甲醇溶解定容至25mL的容量瓶中，配制得到浓度为2.0mg/mL的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液；

采用C18柱，以体积比为90％:10％的甲醇-水为流动相，检测波长230nm，根据色谱峰面积计算2,2′,4,4′-四溴二苯醚的纯度。

在一些实施方式中，均匀性检验步骤如下：从标准样品瓶中按照头尾、中间编号随机抽取15瓶，每个标准样品平行采用气相色谱仪测定3次，3次测量的纯度值作为均匀性评价的结果。

在一些实施方式中，气相色谱仪测测量纯度值时采用的气相色谱条件为：进样口温度250℃，检测器温度250℃，柱流速为1.0mL/min，进样量1μL，甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液浓度为1000mg/L时分流比1：10、浓度为100mg/L时不分流，色谱柱HP-5，柱温100℃，保留0.5min，以15℃/min的升温速率升温至250℃，保留5min。

在一些实施方式中，稳定性检验包括长期稳定性检验和短期稳定性检验；其中，长期稳定性检验步骤：在(4±1)℃条件下，在不同的时间间隔内采用气相色谱仪对标准样品进行测量，以x代表时间，以y代表标准样品中2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度，拟合成一条直线，根据直线的斜率来判断是否长期稳定性；

短期稳定性检验步骤：随机抽取6瓶装标准样品，置于60±2℃保存一周后测纯度；根据纯度测量结果，进行回归分析，判断短期稳定性是否达标。

在一些实施方式中，质量平衡法定值时具体步骤如下：以气相色谱和高效液相色谱确定有机杂质，以卡氏水分分析仪确定水分含量，灼烧法确定无机杂质含量，并进行溶剂残留分析，通过质量平衡定值。

在一些实施方式中，质量平衡法定值时，所采用的高效液相色谱分析条件为：检测器DAD，色谱柱C185.0μm，4.6mm*250mm，流动相为体积比90％:10％的甲醇-水，波长210nm，流速1.0mL/min，柱温30℃；所采用的气相色谱分析条件为：针对2.0mg/mL2,2′,4,4′-四溴二苯醚甲醇溶液，进样口温度250℃，检测器温度250℃，柱流速为1.0mL/min，进样量2μL，不分流，色谱柱HP-5，柱温60℃，保留0.5min，以5℃/min的速率升温至100℃，再以10℃/min的速率升温至250℃，保留6.5min。

在一些实施方式中，差示扫描量热法定值时具体步骤如下：准确称取2,2′,4,4′-四溴二苯醚3.00mg，精确至0.01mg，置于DSC仪中，采用40μL标准铝空坩埚作为参比坩埚；炉体气氛：静态空气；吹扫气为N

在一些实施方式中，不确定度包括定值引入的不确定度、不均匀产生的不确定度和稳定性引入的不确定度；其中，定值引入的不确定度包括：平衡法纯度定值引入的不确定度、差示扫描量热法测定纯度引入的不确定度和方法差异引入的不确定度、称量引入的不确定度以及定容引入的不确定度；不均匀产生的不确定度包括：浓度为1000mg/L均匀性产生的不确定度，以及浓度为100mg/L均匀性产生的不确定度；稳定性引入的不确定度包括：浓度为1000mg/L稳定性引入的不确定度，以及浓度为100mg/L稳定性引入的不确定度。

根据本发明的另一目的，提供了上述制备方法得到的浓度为1000mg/L或100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液纯度标准物质。

本发明研制的浓度为1000mg/L或100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液纯度标准物质主要作为量值传递的标准，满足目前研究和检测需要，用于溴系阻燃剂相关研究。

附图说明

图1为2,2’,4,4’-四溴二苯醚的总离子流图；

图2为2,2’,4,4’-四溴二苯醚的碎片离子和检索结果；

图3为2,2’,4,4’-四溴二苯醚的碎片离子的标准谱图；

图4为2,2′,4,4′-四溴二苯醚核磁共振H谱；

图5为2,2′,4,4′-四溴二苯醚的核磁共振C谱；

图6为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚均匀性检验气相色谱图；

图7为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液(1000mg/L)长期稳定性趋势图；

图8为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(1000mg/L)短期稳定性；

图9为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(100mg/L)长期稳定性趋势图；

图10为甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(100mg/L)短期稳定性趋势图；

图11为2,2′,4,4′-四溴二苯醚3D波长扫描；

图12为2,2′,4,4′-四溴二苯醚的高效液相色谱图(2.0mg/mL，进样量2L)；

图13为图12的放大；

图14为甲醇的高效液相色谱图；

图15-19分别为浓度1mg/L、10mg/L、100mg/L、100mg/L、2200mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液的高效液相色谱图；

图20为2,2′,4,4′-四溴二苯醚的气相色谱图；

图21为甲醇的气相色谱图；

图22-26分别为浓度1mg/L、10mg/L、100mg/L、2000mg/L、2500mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液的气相色谱图；

图27为正己烷为溶剂的2,2′,4,4′-四溴二苯醚总离子流图；

图28为二氯甲烷为溶剂的2,2′,4,4′-四溴二苯醚总离子流图；

图29为水杨酸苯酯的DSC图；

图30为水杨酸苯酯的熔化热分析图；

图31-34分别为升温速率0.3K/min、0.5K/min、0.7K/min、1.0K/min时2,2′,4,4′-四溴二苯醚的DSC图；

图35-38分别为升温速率0.3K/min、0.5K/min、0.7K/min、1.0K/min时2,2′,4,4′-四溴二苯醚的纯度分析结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。其中，本实施例中用到的纯度样品2,2′,4,4′-四溴二苯醚来源于Ultra，CAS5436-43-1，纯度(HPLC，235nm)为98.18％，购置4瓶样品，2.5g/瓶，研磨均匀后于干燥器中保存；甲醇从商业途径购得，为Merck公司(德国)生产的色谱纯级试剂，经纯度检验后未引入杂质；实验用水为超纯水。

标准物质制备用设备：250mL的A级容量瓶；电子天平(CPA225D，d＝0.1mg)(赛多利斯，德国)，皆经检定合格；包装容器：2mL棕色安瓿瓶及熔封设备。

所用仪器如下：气相色谱仪(7890B，Agilent Technologies)，配FID检测器；液相色谱仪(e2695，Waters)，配二极管阵列检测器(2998，Waters)，C18色谱柱(250mm×4.6mm，i.d.,5μm)；差示扫描量热仪，DSC 214Polyma，NETZSCH；卡氏水分测定仪(C20，METTLERTOLLEDO)；质量比较仪，CC50，Sartorius，d＝0.001mg等。以上仪器设备和使用的玻璃器皿都经过广东省计量科学研究院或同等法定计量技术机构检定或校准合格。为了研制一种甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液纯度标准物质，本实施例操作如下：

一、原料定性分析

首先，采用气质联用进行定性分析：精确称取2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度样品50.1mg，用甲醇定容至50mL棕色容量瓶中，得到浓度为1.02mg/mL的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液；将配置的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液进行气质联用分析，气质条件：进样口温度250℃，连接口温度280℃，离子源温度230℃，恒流模式1mL/min，进样量1μL，分流比1:10，扫描范围50～550，溶剂延迟3min，色谱柱HP-5MS(30m×0.32mm×0.25μm)，柱温60℃，以5℃/min速率升至200℃，保留22min。

得到总离子留如图1所示，质谱碎片峰和检测结果如图2所示，可以看到，样品碎片离子与标准碎片离子谱图(图3)一致，主要碎片离子的裂解途径如下：

气质分析结果显示，样品为2,2′,4,4′-四溴二苯醚，同时，两种组分杂质分别为2,2′,4,4′,5-五溴二苯醚和2,2′,4,4′,6-五溴二苯醚。

其次，采用核磁共振仪(JOEL-ECX500，日本电子，500MHz)进行定性分析，得到核磁共振H谱如图4所示，结合2,2′,4,4′-四溴二苯醚分子结构，H原子化学位移归属：

核磁共振碳谱如图5，结合2,2′,4,4′-四溴二苯醚分子结构，C原子化学位移归属：

由气质分析和核磁定性结果可得，该样品为2,2′,4,4′-四溴二苯醚。

二、均匀性初检

在样品瓶上、中、下三个部分分别取2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度样品50.0mg，用甲醇溶解定容至25mL的容量瓶中，配制得到浓度为2.0mg/mL的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液。采用液相色谱检测法进行初步均匀性初检。

采用C18柱(250mm*4.6mm*5μm)，采用体积比为90％:10％的甲醇-水为流动相，检测波长230nm，上、中、下部分样品的纯度如表1所示。

表1 2,2′,4,4′-四溴二苯醚均匀性初检

通过均匀性初检后，按如下步骤制备浓度为1000mg/L甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚溶液，即标准样品：

(1)标准溶液配制：环境温度控制在(20±3)℃，将经过纯度准确定值的2,2′,4,4′-四溴二苯醚，准确称取253.4mg，甲醇溶解并定容至250mL容量瓶中混匀，室温下静置24h；

(2)将充分混合好的溶液进行分装，每支1mL，共分装约250支；

(3)将做好标记的溶液(安瓿瓶装，封口)，放置于(4±1)℃冰箱中保存。

按如下步骤制备浓度为100mg/L甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚溶液：

(1)标准溶液配制，环境温度控制在(20±3)℃，将经过纯度准确定值的2,2′,4,4′-四溴二苯醚，准确称取50.7mg，甲醇溶解并定容至500mL容量瓶中，混匀，室温下静置24h；

(2)将充分混合好的溶液进行分装，每支1mL,共分装约500支；

(3)将做好标记的溶液(安瓿瓶装，封口)，放置于(4±1)℃冰箱中保存。

三、均匀性检测

标准物质的均匀性是衡量标准物质性能的一个重要指标，也是标准物质量值能准确传递的物质基础，标准物质的特性应该是均匀的，即在一定的细分范围内其特性保持不变。标准物质均匀性检验通常是随机抽取一定数量的样品，采用精密度高的试验方法进行测定。

本实施例标准物质研制过程中，采用方差分析法来统计检验样品的均匀性。该方法是通过组间方差和组内方差的比较来判断各组测量值之间有无系统性差异，如果二者的比小于统计检验的临界值，则认为样品是均匀的。

抽样时，参照标准物质技术规范JJF1343-2012，分别从已经分装好并编上号码的标准样品中按照头尾、中间编号随机抽取15瓶标准样品。

首先，确定气相色谱仪测试条件。采用如下气相色谱条件：进样口温度250℃，检测器温度250℃，柱流速为1.0mL/min，进样量1μL，分流比1:10(1000mg/L)，或不分流(100mg/L)，色谱柱HP-5，30m×0.320mm，0.25μm，19091J-413，柱温100℃，保留0.5min，以15℃/min的升温速率升温至250℃，保留5min。在此条件下，气相色谱图如图6所示。

然后，对方法线性进行考察。分别移取0.1mL，1mL，10mL浓度为1000mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，稀释定容至100mL容量瓶中；称取202.6mg 2,2′,4,4′-四溴二苯醚，用甲醇定容至100mL容量瓶中，配制得到浓度为2000mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液；称取253.3mg 2,2′,4,4′-四溴二苯醚，用甲醇定容至100mL容量瓶中，配制得到浓度为2500mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液。

各浓度甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液测量线性如表2所示。

表2不同浓度甲醇中4，4′-二溴二苯醚溶液测量结果线性关系

其次，对方法重复性进行考察。对1000mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液测量6次，测量重复性如表3所示。

表3 1000mg/L浓度甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液测量结果

接着，对每个标准样品平行测定3次，3次测量的纯度值作为均匀性评价的结果，并对其进行方差分析。

对于浓度为1000mg/L溶液，在95％的置信概率下采用方差分析考察样品的均匀性(ISO导则35)，计算结果列于表4、表5。

表4甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液(1000mg/L)均匀性数据

表5甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液(1000mg/L)均匀性结果方差分析

由表中数据可得：

F

因为

从计算可以看出，浓度为1000mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品测量结果的统计量F值小于均匀性检验临界值Fα，证明该甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质是均匀的。样品瓶间不均匀性所产生的标准偏差与方法测量的标准偏差大小相近，计算总的不确定度必须把均匀性因素考虑进去。

对于浓度为100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，在95％的置信概率下采用方差分析考察样品的均匀性(ISO导则35)，计算结果列于表6、表7。

表6甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液(100mg/L)均匀性数据

表7甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液(100mg/L)均匀性结果方差分析

由表中数据可得：

F

从计算可以看出，浓度为100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品测量结果的统计量F值小于均匀性检验临界值Fα，证明该甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质是均匀的。样品瓶间不均匀性所产生的标准偏差与方法测量的标准偏差大小相近，计算总的不确定度必须把均匀性因素考虑进去。

统计方法显示，2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品均匀性良好，最小取样量为1μL。

四、稳定性检测

标准物质的稳定性是指被定值的特性量随时间变化的情况，标准物质的稳定性受物理、化学和保存条件等因素的影响，包括长期稳定性和短期稳定性。

对于长期稳定性，需要用精密度高的分析方法对其进行长时间的定期考察来确定相对的稳定期限。本实施例依据标准物质技术规范，本着前紧后疏的原则，对甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(1000mg/L)溶液标准样品的稳定性进行了考察。考察稳定性采用气相色谱仪(FID检测器)测量，在不同的时间间隔内，对标准样品进行测量，并进行统计分析，稳定性趋势如图7所示，结果见表8，回归分析结果如表9所示。

表8甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(1000mg/L)溶液稳定性实验数据

表9甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液长期稳定性实验数据的回归分析结果

由于没有一种物理/化学模型能够真实地描述该候选标准样品的降解机理，故采用直线作为经验模型，以x代表时间，以y代表甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的纯度，拟合成一条直线，则直线的斜率为：

式中：

斜率的不确定度为：

自由度f＝n-2＝7和p＝0.95(95％置信水平)的t分布因子等于2.36，故

t

由于|b

因而未观测到不稳定性，即表明在24个月内，甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的量值没有发生明显的趋势性变化，这说明本发明所采取储存条件有效地保证了甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品量值的稳定性。

对于短期稳定性，是指在运输条件下标准物质在运输过程中的稳定性。为了考察运输条件对标准物质的稳定性影响，并综合考虑到南方的高温天气，随机抽取6瓶样品，置于运输条件下60±2℃(干燥箱中)保存一个星期，考察其稳定性。稳定性趋势如图8所示，稳定性数据及分析结果如表10、表11所示。

表10甲醇中2，2′，4，4′-四溴二苯醚(1000mg/L)溶液短期稳定性实验数据

表11甲醇中2，2′，4，4′-四溴二苯醚(1000mg/L)溶液短期稳定性回归分析结果

以x代表时间，以y代甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的纯度，拟合成一条直线，则直线斜率为：

式中：

斜率的不确定度为：

自由度f＝n-2＝4和p＝0.95(95％置信水平)的t分布因子等于2.78，故

t

由于|b

对两种条件下的测量数据进行同样的统计分析，发现两种条件下标准物质量值没有发生显著变化。

同时，本实施例依据标准物质技术规范，本着前紧后疏的原则，对甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(100mg/L)溶液标准样品的稳定性进行了考察。考察稳定性采用气相色谱仪(FID检测器)测量，在不同的时间间隔内，对标准样品进行测量，并进行统计分析，稳定性趋势如图9所示，结果见表12，回归分析结果如表13所示。

表12甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(100mg/L)溶液稳定性实验数据

表13甲醇中2，2′，4，4′-四溴二苯醚(100mg/L)溶液长期稳定性实验数据的回归分析结果

由于没有一种物理/化学模型能够真实地描述该候选标准样品的降解机理，故采用直线作为经验模型，以x代表时间，以y代表甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的纯度，拟合成一条直线，则直线的斜率为：

式中：

截距由下式计算：

斜率的不确定度为：

自由度f＝n-2＝7和p＝0.95(95％置信水平)的t分布因子等于2.36，故

t

由于|b

因而未观测到不稳定性，即表明在24个月内，甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的量值没有发生明显的趋势性变化，这说明本发明所采取储存条件有效地保证了甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品量值的稳定性。

对于短期稳定性，模拟运输条件，随机抽取6瓶样品，置于60±2℃(干燥箱中)保存一个星期，考察其稳定性。稳定性趋势如图10所示，稳定性数据及分析结果如表14-15。

表14甲醇中2，2′，44′-四溴二苯醚(100mg/L)溶液短期稳定性实验数据

表15甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚(100mg/L)溶液短期稳定性回归分析结果

以x代表时间，以y代甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的纯度，拟合成一条直线，则直线斜率为：

式中：

截距由下式计算：

斜率的不确定度为：

自由度f＝n-2＝4和p＝0.95(95％置信水平)的t分布因子等于2.78，故

t

由于|b

对两种条件下的测量数据进行同样的统计分析，发现两种条件下标准物质量值没有发生显著变化。

通过长期稳定性和短期稳定性考察，在12个月稳定期内甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品稳定性良好，量值未发生明显变化，说明储存条件和运输条件很好地保证了标准物质的稳定性，甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品的最小取样量为1μL。

五、定值

采用质量平衡法和差示扫描量热法两种不同原理的定值方对2,2′,4,4′-四溴二苯醚准确定值。用准确定值的2,2′,4,4′-四溴二苯醚作为原料，利用重量容量法来配制甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准样品。

首先，采用质量平衡法测量时，以气相色谱和高效液相色谱确定有机杂质，以卡氏水分分析仪确定水分含量，灼烧法确定无机杂质含量，并进行溶剂残留分析，具体如下：

对于高效液相色谱法：准确称取2,2′,4,4′-四溴二苯醚50.6mg，用甲醇定容至25mL，制得浓度为2.0mg/mL的2,2′,4,4′-四溴二苯醚甲醇溶液，将此溶液进行HPLC-DAD分析。

采用C18柱(250mm*4.6mm*5μm)，甲醇-水(90％-10％,v:v)做流动相，流速为1.0mL/min，柱温30℃，在190-400nm范围内对样品进行3D全波长扫描，结果如图11所示，扫描结果选择4,4′-二溴二苯醚的检测波长为210nm，因此得到2,2′,4,4′-四溴二苯醚的高效液相色谱分析条件：检测器DAD，C18色谱柱，甲醇-水(90％-10％,v:v)做流动相，检测波长210nm，流速1.0ml/min，柱温30℃。在此条件下，纯度检验的色谱图如图12和图13所示，对照甲醇的空白色谱图(图14)，可以看到2,2′,4,4′-四溴二苯醚中含有两种杂质组分。

对该测量方法线性进行考察。分别测量1mg/L、10mg/L、100mg/L、1000mg/L、2200mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，高效液相色谱图见图15-图19所示，峰面积和线性系数如表16所示。

表16不同浓度峰面积和线性系数

从标准样品瓶中随机抽取11个样品，配制为2.0mg/mL的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，进行高效液相色谱分析，采用峰面积归一化，得到11个样品高效液相纯度值如表17所示。

表17甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液高效液相色谱峰面积归一化结果

先进行正态分布检验：

表18甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液高效液相色谱纯度结果

计算偏态系数A及峰态系数B如下：

P＝0.95，n＝22时，查表D.1得A1＝0.71，A＜A1；

临界区间为1.82～4.16，B值在此区间范围内，故可接受此组数据为正态分布。

对实验数据中异常值的检验：

格拉布斯法:在一组测定值中，如果测定值x

狄克逊(Dixon)法：将测定数据由小到大的顺序排列：

X

因为测量次数为22，按下列公式计算r

若r

根据实验数据计算得到：r

由此，2,2′,4,4′-四溴二苯醚的液相色谱定值结果为0.9866。

对于气相色谱法：将所制得的2,2′,4,4′-四溴二苯醚甲醇溶液(2.0mg/mL)进行气相色谱分析，采用程序升温、色谱条件如下：进样口温度250℃，检测器温度250℃，柱流速为1.0mL/min，进样量2μL，不分流，色谱柱HP-5，30m×0.320mm，0.25m，19091J-413，柱温60℃，保留0.5min，先以5℃/min速率升至100℃，再以10℃/min速率升至250℃，保留6.5min，得到气相色谱图如图20所示，对照样品和甲醇空白的气相色谱图(图21)，可以看到两个杂质峰，这与液相的分析结果是一致的。

对该测量方法测量线性的考察。分别测量1mg/L、10mg/L、100mg/L、1000mg/L、2000、2500mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，气相色谱图见图22-图25所示，测量在此条件下1～2500mg/L范围内的线性，不同浓度下峰面积和线性系数如表19。

表19不同浓度下峰面积和线性系数

随机抽取的11个标准样品，进行气相色谱分析，样品峰面积归一化纯度分析结果如表20所示。

表20色谱峰面积归一化结果

对表20的数据进行正态分布检验，计算偏态系数A及峰态系数B如下：

P＝0.95，n＝22时，查表D.1得A1＝0.71，A＜A1；

临界区间为1.82～4.16，B值在此区间范围内，故可接受此组数据为正态分布。

对实验数据中异常值的检验：

格拉布斯法:在一组测定值中，如果测定值x

狄克逊(Dixon)法：将测定数据由小到大的顺序排列：

X

因为测量次数为22，按下列公式计算r

若r

根据实验数据计算得到：r

因此，2,2′,4,4′-四溴二苯醚的气相色谱定值结果为0.9886。

综上，s

查科科伦检验临界表，C＜C(0.05,2,11)，表明这两组数据是等精度的。

2,2′,4,4′-四溴二苯醚有机纯度定值结果取两种测量方法平均值，即：

对于水分：2,2′,4,4′-四溴二苯醚标准样品水分测试采用卡尔费休水分测定仪测试。

测试前，先用水分标准物质进行卡氏水分测试仪进行方法验证，对0.1％纯水标准物质测量结果表21所示。

表21 0.1％纯水标准物质测量结果

漂移小于18μg/min。

抽取6个标准样品，准确称量0.1g，进行卡氏水分测定，取平均值。

表22 2,2′,4,4′-四溴二苯醚水分测定结果

取三个标准样品平均值为最终水分含量，2,2′,4,4′-四溴二苯醚的水分含量为0.021％。

对于无机元素的测量：2,2′,4,4′-四溴二苯醚标准样品的无机元素通过ICP/MS测试常见的无机元素实现。

准确称取2,2′,4,4′-四溴二苯醚0.2g，加入消解管中，分别加入5mL硝酸和1mL30％过氧化氢，按照表23设定程序进行消解。

表23消解程序

消解结束后，取出内罐，赶酸至溶液剩余少量残液。用水转移定容至25mL容量瓶，过滤后用ICP/MS，采用半定量模式测量75种元素，采用单点校正，校正点浓度为50μg/L。方法定量限为0.1μg/L。测得浓度大于0.1μg/L元素含量如表24所示。

表24 2，2′，4，4′-四溴二苯醚标准样品残渣阳离子测试结果

根据消解液中常见元素的含量，配制常见元素外标曲线浓度表25所示。

表25常见元素外标曲线浓度

随机抽取三瓶标准样品，每瓶称取0.2g，消解后ICP/MS定量分析，结果如表26。

表26无机元素测量结果

取三次测量值的平均值作为无机元素杂质含量：1.23×10

对于溶剂残留测试：2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯品原料在加工过程中，可能残留的溶剂有二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿等。为排除二氯甲烷溶剂残留，准确称取2,2′,4,4′-四溴二苯醚25.1mg，用正己烷定容至25mL容量瓶中，进行气质联用分析，得到总离子流如图27所示。由结果分析，并未检出除正己烷之外的溶剂。

同时，为排除正己烷的溶剂残留，同时配制相同浓度的二氯甲烷中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液，进行气质联用分析，得到总离子流如图28所示。由分析结果，并未检出除二氯甲烷之外的溶剂。

因此，2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度样品中无溶剂残留。

参考《JJF 1855-2020纯度标准物质定值计量技术规范有机纯度标准物质》第6.1条，基于全部杂质未知的质量平衡法，模型下所示。

P＝P

式中：P-纯度，g/g；P

2,2′,4,4′-四溴二苯醚质量平衡法的定值结果为:

P

其次，2,2′,4,4′-四溴二苯醚的熔点为84℃，采用差示扫描量热法(DSC)测纯度时：

首先用国家标准物质Ga、In、Sn、Pb、Zn等热分析标准物质对差示扫描量热仪进行校准，以水杨酸苯酯进行验证，验证分析结果如图29、图30所示。根据国家标注物质证书GBW(E)130444，水杨酸水杨酸苯酯的熔点为41.82±0.34℃，熔化热为88.66±0.62J/g。验证结果与标准值是一致的。

校准验证后，对分析方法进行优化，主要在于升温速率、称量质量的优化。

准确称取样品3.00mg，精确至0.001mg，置于DSC仪中，采用40μL标准铝空坩埚作为参比坩埚。炉体气氛：静态空气；吹扫气为N

表27不同升温速率纯度测量结果

总体来说，在0.3～1.0K/min的升温速率范围内，升温速率对纯度分析结果影响不大，摩尔百分比不超过0.1％。但低于0.5K/min时，峰型较宽，结合参考GB/T28723-2012《固体有机化学品纯度的测定差示扫描量热法》，采用0.7K/min的升温速率。

分别称量样品2.0mg、3.0mg、5.0mg样品，样品平铺与铝坩埚底部，密封后以0.7K/min的升温速率进行DSC纯度测试，考察样品称样量对测量结果的影响，结果如表28所示。

表28不同称样质量的纯度测定结果

在本次测试中，2mg～5mg测试范围内，纯度测量之差为0.04％。但超过5mg，纯度下降。一般情况下，样品称样量大，影响样品内部传到速度和温度梯度，导致分辨率降低。在保证测量结果的前提下，尽量降低称样量。综合考虑，取样品称样量为3mg。

根据最终确认的实验条件：准确称取样品3.000mg，精确至0.001mg，平铺于铝坩埚底部，密封，置于DSC仪中，采用40μL标准铝空坩埚作为参比坩埚。炉体气氛：静态空气；吹扫气为N

表29差示扫描量热法纯度测试结果

对测量数据进行正态分布检验，计算峰态系数A和偏态系数B如下：

P＝0.95，n＝22时，查表D.1得A1＝0.71，A＜A1；

临界区间为1.82～4.16，B值在此区间范围内，故可接受此组数据为正态分布。

对实验数据中异常值的检验：

格拉布斯法:在一组测定值中，如果测定值x

狄克逊(Dixon)法：将测定数据由小到大的顺序排列：

X

因为测量次数为22，按下列公式计算r

若r

根据实验数据计算得到：r

2,2′,4,4′-四溴二苯醚DSC的定值结果为0.9889(mol％)。

根据气相色谱质谱定性分析结果，2,2′,4,4′-四溴二苯醚(C

将气相色谱，液相色谱和差示扫描量热法测得的纯度值进行等精度检验，11次样品测量，重复性如下：

s

取质量平衡法和差示扫描量热法纯度分析的平均值为最终结果，那么2,2′,4,4′-四溴二苯醚的纯度为：

因此，浓度为1000mg/的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液的定值：

浓度为100mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚的定值：

式中，c-甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液浓度，mg/L；M-2,2′,4,4′-四溴二苯醚的质量，mg；P-2,2′,4,4′-四溴二苯醚的纯度；V-2,2′,4,4′-四溴二苯醚标准溶液的定容体积，L。

六、不确定度

总不确定度由三部分组成：第一部分是定值引入的不确定度(μ

首先，定值引入的不确定度包括质量平衡法纯度定值引入的不确定度，差示扫描量热法测定纯度引入的不确定度和方法差异引入的不确定度、称量引入的不确定度以及定容引入的不确定度。

根据JJF1855-2020《纯度标准物质定值计量技术规范有机纯度标准物质》中，质量平衡法测量纯度的测量模型为：PM＝(1-P

式中：μ(M)-2,2′,4,4′-四溴二苯醚质量平衡法测量纯度的标准不确定度，g/g；

μ

μ

μ

对于色谱纯度的相对标准不确定度μ

气相色谱法引入的不确定度包括重复性引入的不确定度和响应差异引入的不确定度。重复性引入的不确定度μ

气相色谱法响应差异引入的不确定度μ

根据2,2′,4,4′-四溴二苯醚的气相色谱图，在2,2′,4,4′-四溴二苯醚的后面有2个杂质出峰，经气质分析，这两个杂质组分为2,2′,4,4′,5-五溴二苯醚和2,2′,4,4′,6-五溴二苯醚，f

表30气相色谱响应差异引入的不确定度

因此，μ

高效液相色谱法定值引入的不确定度包括测量重复性引入的不确定度、波长差异引入的不确定度，其中，重复性不确定度由测量结果的标准偏差给出，μ

对于波长差异引入的不确定度，将2,2’4,4′-四溴二苯醚在不同波长下进行纯度分析，得到不同波长下杂质组分的色谱峰面积百分比如表31所示。

表31不同波长下杂质组分色谱峰面积百分比

因此，液相色谱定值引入的不确定度为：

由此，在计算气相色谱和液相色谱方法差异引入的不确定度u

色谱纯度的相对标准不确定度u

水分测量的不确定度由6个样品的标准偏差给出：u

根据无机元素测量的方法和数据，测量结果的相对不确定一般为50％～100％，本实验中拟采用100％为残渣无机元素的测试相对不确定度，且因杂质含量较小，对标准物质纯度的最终不确定度影响也较小，因此：残渣测试引入的不确定度：

u

质量平衡法定值引入总的不确定度：

对于差式扫描量热法测定纯度引入的不确定度，在差示扫描量热法测量样品纯度过程中，纯度由差示扫描量热仪直接测量得到，按照下式进行纯度计算：P＝100％-X

因此，2,2′,4,4′-四溴二苯醚差示扫描量热法的不确定评定见下式：

式中：u

对于测量重复性引入的不确定度，根据2,2′,4,4′-四溴二苯醚6次DSC测量值为0.9891、0.9890、0.9881、0.9882、0.9883、0.9889，重复性引入的不确定度为：

u

对于各参数引入的标准不确定度，根据2,2′,4,4′-四溴二苯醚DSC纯度测量方法，影响不确定的参数主要由焓变误差、样品称量、温度误差以及物质的量分数与质量分数转换方面。

仪器校准中，对标准物质水杨酸苯酯的熔融焓变进行校准，校准误差为0.13J/g，因此，焓变误差引入的不确定度为：

称量时，采用质量比较仪，分度值0.001mg，地下室天平房温度为18.6～19.1℃，相对湿度为45.8～46.2RH％。用铝坩埚准确称取3mg样品测量，2min内称量三次，分别为2.991mg，2.989mg，2.987mg，称量稳定性引入的不确定度为：0.004/2.985＝1.34×10

天平的允差为±0.005mg，因此，天平称量准确度引入的不确定度为0.005/(2×2.985)＝8.37×10

经校准，仪器的温度误差为±0.20℃，则温度误差引入的不确定度为：

由物质的量分数向质量分数转换时，必须考虑由于杂质与主体成分的摩尔质量差异引入的不确定度。水的摩尔质量与2,2′,4,4′-四溴二苯醚的摩尔质量差异较大，因此需考虑水由物质的量分数转换为质量分是引入的不确定度。由DSC分析结果可得，杂质含量为1.11％(mol％)，则由物质的量分数转换为质量分数引入的不确定度为：

合成上述不确定度分量，

综上，差示扫描量热法测2,2′,4,4′-四溴二苯醚纯度引入的不确定度：

合成上述不确定度分量，纯度分析引入的不确定度为：

标准样品称量采取减量法，天平称量的不确定度来源为：重复性、天平的不确定度。重复性引入的不确定度归入整个操作程序统一考虑。称取标准物质的天平，最大允许误差为±0.2mg，均匀分布。标准分量应重复计算两次，一次是空盘，另一次为毛重，因为每一次称重均为独立的观测结果。

在配制1000mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚二苯醚溶液时，称重为253.2mg，则称量误差引入的不确定度为：

称量三次，分别为253.3mg、253.2mg、253.0mg，则称量重复性引入的不确定度为：

合成上述不确定度分量，因此，配制1000mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚二苯醚溶液时称量引入的不确定度为：

在配制100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液时，称重为50.7mg，则称重引入的不确定度为：

称量三次，分别为50.8mg、50.9mg、50.5mg，则称量重复性引入的不确定度为：

合成上述不确定度分量，因此，配制100mg/L甲醇中4-溴二苯醚溶液时称量引入的不确定度为：

下面，计算标准物配置体积所引入的不确定度。

配制1000mg/L溶液时，采用250mL的A级合格容量瓶，最大允差为±0.15mL，均匀分布，容量瓶体积准确性引入的不确定度为：

环境温度与计量温度相差±3℃，对水体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，采用矩形分布，250mL容量瓶的标准不确定度为：

容量瓶校准过程中，三次校准体积分别为250.14mL，250.08mL，250.10mL，因此重复性引入的不确定度为：

合成上述各不确定度分量，1000mg/L甲醇中2,2′4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质配制时定容体积的合成标准不确定度为：

配制100mg/L时，采用500mL的A级合格容量瓶，最大允差为±0.25mL，容量瓶引入的标准不确定度为：

环境温度与计量温度相差±3℃，对水体积膨胀系数为2.1×10

容量瓶校准过程中，三次校准体积分别为500.24mL，500.13mL，500.20mL，因此重复性引入的不确定度为：

合成上述不确定度分量，则100mg/L甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质配制时定容体积的合成标准不确定度为

合成上述不确定度分量，则定值引入的不确定度分别为：

由于均匀性产生的不确定度，对于浓度为1000mg/L标准样品均匀性产生的不确定度，瓶间不均匀性引入的不确定度为：

对于浓度为100mg/L标准样品均匀性产生的不确定度，瓶间不均匀性引入的不确定度为：

对于稳定性引入的不确定度：

浓度为1000mg/L稳定性引入的不确定度，根据2,2′,4,4′-四溴二苯醚长期稳定性的实验数据及回归方差结果可知分由稳定性结果分析可知，有效期t＝24个月的长期稳定性的不确定度贡献即为稳定性引入的不确定度：

浓度为100mg/L稳定性引入的不确定度，根据2,2′,4,4′-四溴二苯醚长期稳定性的实验数据及回归方差结果可知分由稳定性结果分析可知，有效期t＝24个月的长期稳定性的不确定度贡献即为稳定性引入的不确定度：

因此，标准物质总的不确定度为：

取k＝2，则浓度为1000mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液的相对扩展不确定度为:U

浓度为100mg/L的甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液的相对扩展不确定度为:U

目前，国外有相关标准物质两种，与2,2’,4,4’-四溴二苯醚相关的标准物质有几种，表32列出了目前同类型标准物质的情况。

表32 2,2’,4,4’-四溴二苯醚同类标准物质的情况对照表

将Accustandard的2,2’,4,4’-四溴二苯醚纯品配制成100μg/mL的甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚溶液(A)，将我院研制的浓度为1000mg/L的甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚稀释至100μg/mL(B)，浓度为100mg/L的甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚直接进样(C)，进行高效液相色谱分析，色谱条件如下：C18柱(250mm*4.6mm*5μm)，甲醇-水为流动相，甲醇与水的比例为90％:10％(v：v)，检测波长210nm，进样量10μL。分析结果如表33所示。

表33 2,2′,4,4′-四溴二苯醚同类标准物质的情况对照表

实验结果表明，所研制甲醇中2,2′,4,4′-四溴二苯醚溶液标准物质，量值是准确的，且具有稳定、便捷的特点。该标准物质可望用于更广泛的领域。

综上，本发明研制的甲醇中2,2’,4,4’-四溴二苯醚溶液标准物质经过了均匀性、稳定性考察。采用气相色谱法和高效液相色谱法两种不同检测原理的测量方法对原料进行了纯度分析，根据纯度值、纯品称样量、定容体积确定量值，并采用高效液相色谱法核验配制值。通过使用满足计量学特性要求的纯度定值方法、制备方法和计量器具，保证其量值的溯源性。研制的标准溶液运用于实际样品的测量中，使用结果满意。该标准物质可用于食品、环境、化工和科研等领域相应成分的检测，生产部门和检测实验室质量控制，分析仪器校准、分析方法评价等方面。