Detekce stopových prvků v polymerech metodou LIBS

Abstract

Při recyklaci plastových materiálů je důležité zjistit, zda neobsahují nadlimitní koncentrace nebezpečných příměsí jako jsou těžké kovy. Tato bakalářská práce se zabývá kvantifikací kadmia v polymerní matrici pomocí spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Zkoumány byly vzorky polypropylenu a polystyrenu s neznámou koncentrací kadmia. Pro kvantifikaci byly připraveny kalibrační vzorky pro oba typy polymerů, které byly následně analyzovány metodou hmotnostní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) v externí laboratoři. Tyto výsledky byly použity jako kalibrační hodnoty pro metodu LIBS a zároveň jako kontrola správnosti získaných výsledků. Z kalibračních vzorků byly sestaveny kalibrační křivky pro kadmium, které umožnily stanovení neznámých koncentrací kadmia ve vzorcích polypropylenu a polystyrenu a určení limitu detekce kadmia metodou LIBS. Kadmium v neznámých vzorcích bylo kvantifikováno s vysokou přesností v průměru 90 % a precizností 85 %.When recycling plastic materials, it is important to determine whether they contain concentrations of hazardous impurities, such as heavy metals, above permissible limits. This bachelor's thesis focuses on quantifying cadmium in a polymer matrix using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Samples of polypropylene and polystyrene with unknown cadmium concentrations were examined. Calibration samples for both types of polymers were prepared for quantification and then analyzed using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) in an external laboratory. These results were used as calibration values for the LIBS method and also to verify the accuracy of the obtained results. Calibration curves for cadmium were created from the calibration samples, which enabled the determination of unknown cadmium concentrations in the polypropylene and polystyrene samples and the determination of the detection limit of cadmium using the LIBS method. Cadmium in the unknown samples was quantified with an average accuracy of 90 % and precision of 85 %.