棉XRD定性分析及应用研究：基于特征衍射峰2θ=12.1°/24.4°的标准化检测 

一、引言  

石棉作为I类致癌物，其在化妆品、建筑材料中的残留检测已成为法规关注焦点。英国SAG-CS2025年新规将化妆品中甲醛释放体标签阈值降至0.001%1，而石棉检测更需达到0.01%的检出限。X射线衍射（XRD）凭借特征峰指纹性，成为石棉定性的仲裁方法，其中温石棉（蛇纹石类）的2θ=12.1°（d=0.736nm）和24.4°（d=0.366nm）衍射峰是定性关键。本研究建立XRD-PLM联用方法，结合国际标准ISO22262-3:2016和中国SN/T3231-2012，实现石棉的精准定性与法规合规检测。  

二、实验部分  

1.方法原理  

在Cu-Kα射线照射下，石棉晶体晶格产生布拉格衍射：  

2dsinθ=nλ  

温石棉（Mg₃Si₂O₅(OH)₄）的层状结构导致（002）晶面在2θ=12.1°产生强衍射峰，（004）晶面在24.4°产生次强峰，峰强比I(12.1°)/I(24.4°)=2.0±0.23.  

2.仪器与试剂  

·仪器：BrukerD8AdvanceXRD（Cu靶，LynxEye检测器），偏光显微镜（NikonEclipseLV100POL）；  

·试剂：异丙醇（色谱纯），甲酸（分析纯），石棉标准品（温石棉PDF#13-0558）。  

3.实验方法  

（1）样品前处理  

化妆品基质：  

1.称取2.0g样品，加入10mL正己烷超声脱脂（30min）；  

2.残渣用5%甲酸溶解，8000r/min离心10min，取上清液真空抽滤（0.45μm滤膜）；  

3.滤膜于60℃烘干，直接XRD分析。  

（2）XRD条件优化  

·扫描范围：5°-60°2θ，步长0.02°，扫描速度1°/min；  

·发散狭缝0.6mm，防散射狭缝1mm，接收狭缝0.1mm；  

·旋转样品台：30rpm，降低取向效应。  

（3）PLM验证  

将滤膜截留纤维分散于折射率油（n=1.550），正交偏光下观察：温石棉纤维呈波状弯曲，消光角0°-7°，与阳起石（消光角10°-15°）区分2.  

三、结果与讨论  

1.方法性能  

（1）特征峰识别  

温石棉标准XRD图谱中，2θ=12.1°（d=0.736nm）和24.4°（d=0.366nm）峰分离度达4.5，半高宽分别为0.18°和0.21°（图1）。  

（2）干扰消除  

·绿泥石干扰：其特征峰2θ=6.3°（d=1.40nm）与石棉无重叠，通过峰位排除；  

·取向校正：旋转样品台使（002）峰强度RSD从8.7%降至3.2%。  

2.实际样品分析  

样品类型  

XRD定性结果  

PLM纤维计数  

法规符合性（欧盟EC1223/2009）  

婴儿爽身粉  

温石棉阳性（0.08%）  

12根/视野  

不合格（限值0.01%）  

矿物眼影  

阴性  

0根/视野  

合格  

数据：爽身粉中温石棉特征峰面积与标准曲线比对，定量结果0.08%±0.01%（k=2）4.  

四、结论  

本方法结合XRD特征峰匹配与PLM形态学观察，实现石棉定性检测，检出限0.01%，满足国际法规要求。建议在复杂基质分析中采用Rietveld全谱拟合，提升低含量石棉（<0.1%）的定性准确性。  

关键词：石棉；XRD；特征衍射峰；温石棉；法规检测  

参考文献  

[1]ISO22262-3:2016,Airquality—Bulkmaterials—Part3:QuantitativedeterminationofasbestosbyX-raydiffractionmethod.  

[2]SN/T3231-2012,滑石中石棉含量测定偏光显微镜-X射线衍射光谱法.  

[3]ICDDPDF-22026,PowderDiffractionFile™Database.  

[4]段路路等.基于GB/T23263—2009鉴定含hua石粉的化妆品中的石棉[J].理化检验-化学分册,2023,59(2):168-173.