بررسی عناصر REE در ضایعات الکترونیکی با ICP

 

یکی از تجهیزات آنالیتیکال آزمایشگاهی که برای شناسایی مقادیر ناچیز فلزات در حالت محلول مورد استفاده قرار می گیرد، دستگاه طیف سنج پلاسمای جفت شده القایی ICP است. در این روش یک نمونه مایع به پلاسمای گاز آرگون حاوی میدان مغناطیسی قوی، تزریق می شود. عناصر نمونه، برانگیخته شده و الکترون ها در برگشت به حالت پایه، در طول موج مشخصی انرژی نشر می کنند. سپس نور نشر شده توسط طیف سنج نوری اندازه گیری می شود. این روش به عنوان اسپکترومتری نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP-AES) یا اسپکترومتری نشر نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) شناخته می شود و یک روش بسیار حساس برای شناسایی و تعیین کمی عناصر در یک نمونه است.

اسپکترومتر های ICP می توانند برای تجزیه و تحلیل نمونه های زیست محیطی، آلاینده ها در مواد غذایی و آب، متالوپروتئین ها در نمونه های بیولوژیکی و مطالعات مشابه مورد استفاده قرار گیرند. محدوده شناسایی آن معمولاً از ppm تا ppb است، اگر چه با توجه به عنصر مورد آزمایش و دستگاه، گاهی قادر به شناسایی مقادیر کمتر از PPb نیز می باشد. تمام عناصر اصلی و طیف گسترده ای از عناصر تریس می توانند توسط روش پلاسمای جفت شده القایی ICP تعیین شوند. علاوه بر آن، حساسیت بسیار بالایی برای عناصر با عدد اتمی پایین (B ،Be ،Li ،P ،S)، عناصر قلیایی خاکی (Ba ،Ca ،Mg ،Sr)، عناصر دیرگداز (Al ،Ti ،Zr) و عناصر خاکی کمیاب (REE) دارد.

زباله های الکترونیکی (E-Waste) و عناصر خاکی کمیاب

ضایعات یا زباله های الکترونیکی یک اصطلاح برای محصولات الکترونیکی از کار افتاده و منسوخ می باشد که به پایان عمر مفید خود رسیده اند. با افزایش استفاده از محصولات الکتریکی و الکترونیکی و پیشرفت سریع تکنولوژی، میزان ضایعات الکترونیکی تولید شده نیز به طور قابل توجهی در سراسر جهان رشد چشم گیری دارد. افزایش تولید زباله های الکترونیکی یک مشکل جهانی است. گوشی های موبایل، رایانه ها، تلویزیون، دستگاه های VCR، دستگاه های صوتی، دستگاه های کپی و دستگاه های فکس محصولات الکترونیکی رایج هستند.

بازیافت ضایعات الکترونیکی امری ضروری است، اما باید به صورت امن و استاندارد انجام شود. در کشور های در حال توسعه، بازیافت نامناسب زباله های الکترونیکی سبب انتشار مواد سمی در محیط زیست شده و خطرات بهداشتی به خصوص برای کارگرانی که به طور مستقیم با این ضایعات در تماس هستند، به دنبال دارد. علاوه بر عناصر دیگر، لانتانیدها که به عنوان عناصر خاکی کمیاب (Rare Earth Element) شناخته می شوند در این ضایعات وجود دارند. عناصر خاکی کمیاب اجزای حیاتی در تجهیزات الکترونیکی مانند تلویزیون، کامپیوتر، دوربین، تلفن همراه و همچنین آهنربا های قدرتمند، لامپ های فلورسنت، مبدل کاتالیزوری و آلیاژ های فلزی هستند. عناصر REE شامل 17 عنصر از جدول تناوبی متشکل از لانتانید ها، اسکاندیم Sc و ایتریم Y می باشد که به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، در تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند.

بررسی عناصر خاکی کمیاب در زباله های الکترونیکی با دستگاه ICP-OES

در این تحقیق جهت بررسی میزان عناصر خاکی نادر در ضایعات الکترونیکی، نمونه هایی انتخاب و با دستگاه ICP-OES مورد بررسی قرار گرفتند. در ابتدا همگن سازی نمونه های متشکل از اجزای مختلف با استفاده از آسیاب آزمایشگاهی انجام شد. قطر ذرات نمونه باید کمتر از 50 میکرومتر باشد. در مرحله بعد برای هضم نمونه و انتقال ذرات جامد به فاز مایع از دستگاه هاضم مایکروویو استفاده شد. پس از مراحل آماده سازی نمونه، آنالیز با دستگاه پلاسمای جفت شده القائی انجام شد و نتایج مورد بررسی قرار گرفتند. در بسیاری از نمونه ها عنصر ایتریم Y و برای تلفن های همراه ترکیبی از Nd/Pr/Dy که در باتری های قوی و اسپیکر های مدرن مورد استفاده قرار می گیرند، وجود داشت. نتایج نشان می دهد، دستگاه آزمایشگاهی ICP-OES، آنالیز عناصر REE را با حساسیت بالایی انجام می دهد و ابزاری ایده آل برای این بررسی است.

دیگر کاربرد های دستگاه پلاسمای جفت شده القائی ICP

• تجزیه و تحلیل فلزات موجود در خاک با دستگاه ICP-OES
• اندازه گیری فلزات سنگین در لوازم آرایشی با دستگاه آزمایشگاهی ICP
• کنترل کیفیت سوخت زیستی با طیف سنج ICP
• اندازه گیری ناخالصی های فلزی با دستگاه اسپکترومتر ICP
• بررسی عناصر فلزی آب آشامیدنی با استفاده از دستگاه طیف سنج ICP
• تعیین و اندازه گیری فلزات سنگین در پساب توسط دستگاه آی سی پی
• اندازه گیری فلزات سمی در اسباب بازی ها با دستگاه طیف سنج جفت شده القائی

 

شرکت تجهیزات آزمایشگاهی ری نور آزما، نماینده فروش انواع قطعات یدکی و تجهیزات آزمایشگاهی از جمله دستگاه های طیف سنج پلاسمای جفت شده القایی در سراسر ایران می باشد.