CN101672791A

CN101672791A - 微量氨气气体快速检测管

Info

Publication number: CN101672791A
Application number: CN200910093543A
Authority: CN
Inventors: 金鑫; 贾红霞; 陈咏梅; 万平玉; 王梅英
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2010-03-17

Abstract

本发明涉及一种低浓度氨气气体检测管。选硫酸钡、硅胶或两者混合物作为载体；百里酚蓝、甲基百里酚蓝作为显色剂。利用不同浓度的氨气气样通入检测管中，显色剂变色的不同来确定其氨气气体的含量。该检测管结构简单，分析快速，价格低廉，便于携带。能够在现场对环境空气中氨气的含量是否超标进行检测。经过应用实验表明：该检测管具有较高的灵敏度，基本上达到国家标准要求。

Description

微量氨气气体快速检测管

技术领域

本发明涉及一种微量氨气气体检测管的研制，包括载体和指示剂的选取，以及进样量的控制。

背景技术

氨是一种有毒易燃气体，是空气污染物，污染事故排放泄漏的几率也较高。氨气主要来源于化工厂泄漏，冷冻机泄漏、燃料燃烧及动植物中的含氮有机物的腐败分解等。同时，氨气作为一种重要的化工产品与原料，在化肥、制药、医疗、建筑、装修材料加工等行业都有着广泛的应用。如作为工业冷冻机的压缩气体，合成氮肥的主要原料等。

对氨气的检测方法有很多，主要有离子色谱法、纳氏试剂分光光度法、次氯酸钠-水杨酸分光光度法和检测管比色法等。

离子色谱法具有选择性，且灵敏，但取样困难、不能实地检测且使用大型仪器价格昂贵；纳氏试剂分光光度法方法简便，但选择性差，且测定过程中使用的纳氏试剂含有大量的汞盐，毒性很强，极易危害分析人员的身体健康，同时造成环境的二次污染；次氯酸钠-水杨酸分光光度法较灵敏，选择性好，但操作较复杂繁琐，需花费较长时间，不适合大气环境污染的应急监测。这些测定方法操作步骤较为复杂，不能实地在线测定，延长了分析时间，增大了分析误差。有些试剂毒性较大，会对操作人员的健康及周围环境造成影响。而快速测定管是一种简便、快捷、便于携带和灵敏度高的检测仪器，而且所用指示剂也容易得到。能够在现场进行环境空气中氨气的含量是否超标，主要是用于对准确度要求不高的场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对已有方法的不足，提供一种能对低浓度氨气气体进行快速测定的检测管。本发明提供了硅胶或BaSO₄或两者的混合物作为载体，指示剂为百里酚蓝溶液或甲基百里酚蓝溶液，载体吸附指示剂后装入玻璃管中，对低浓度氨气气样进行检测。

具体方法如下：

A.载体的制备：

硅胶的制备量取一定体积模数为3.18的水玻璃，和去离子水以1∶4～1∶8体积比稀释，用硫酸滴定，形成凝胶。通过控制稀硫酸的用量，形成pH＝7～11的凝胶。凝胶先用大量自来水冲洗再以去离子水洗涤至pH＝7，滤液中无SO₄ ^2-存在。抽滤，置于100～200℃恒温烘箱中干燥1～4h，制得硅胶待用。

硫酸钡的制备称取一定质量的氯化钡，溶解于去离子水中，配制成浓度为0.2～2.0mol/L氯化钡溶液，加入硫酸至没有沉淀生成，搅拌10～60min，用去离子水洗涤至滤液中无SO₄ ^2-存在。抽滤，置于100～200℃恒温烘箱中干燥1～4h，制得BaSO₄待用。

B.吸附指示剂的制备：

载体吸附百里酚蓝指示剂的制备称量一定质量的百里酚蓝溶解于去离子水中，配制成质量浓度为0.1～1.0g/L的百里酚蓝溶液，将2～10g载体加入到10～50mL质量溶度为0.1～1.0g/L的百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置10～24h后，抽滤。

载体吸附甲基百里酚蓝指示剂的制备称量一定质量的甲基百里酚蓝溶解于体积比为1∶4的乙醇和去离子水中，配制成质量浓度为0.1～1.0g/L的甲基百里酚蓝溶液，将2～10g载体加入到10～50mL质量溶度为0.1～1.0g/L的甲基百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置10～24h后，抽滤。

与载体吸附酸碱指示剂进行对比，制备了载体吸附纳氏试剂，将浓度为0.1～1.0mol/L的HgNO₃溶液与浓度为0.1～1.0mol/L的NaOH溶液发生反应，生成HgO沉淀。将HgO沉淀逐滴加到浓度为0.5～5.0mol/L的KI溶液中，边加边搅拌，加至朱红色沉淀不再溶解为止，溶液中的主要成分为K₂(HgI₄)络合物。加入浓度为0.5～5.0mol/L的KOH溶液，搅拌10～60min。将5g载体缓慢加入到上述HgO制得的纳氏试剂中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置10～24h后，抽滤。

C.检测管的制备：将吸附有指示剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，制得NH₃气体检测管。

D.氨气气样的制备：用Ca(OH)₂和NH₄Cl混合加热制得，用注射器分别抽取不同体积的纯NH₃，混以一定比例的大量空气，配成浓度为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。用气相色谱法标定NH₃的浓度。

E.氨气的检测：用注射器吸取不同浓度的NH₃气体，分别注入各检测管中，通气量为50mL，通气时间为1min。根据各检测管颜色变化不同，可制得标准比色列板。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)本发明的微量氨气气体快速检测管采用硫酸钡作载体时效果更好。

(2)本发明的低浓度氨气气体检测管采样时间短、进样量少，仅为50mL。提高了检测灵敏度。有关快速测定管法文献报道的通气量都较大，通常采用1.0L的采气袋。

(3)本发明的低浓度氨气气体检测管简便、快捷、便于携带、灵敏度高、且价格低廉，所选用指示剂易得，对环境污染小。能够在现场对环境空气中硫化氢的含量是否超标进行检测，主要是用于对准确度要求不高的场合。

具体实施方式

实施例1：

量取模数为3.18的水玻璃75mL，加去离子水300mL，搅拌10min。用硫酸滴定，形成凝胶pH＝8，凝胶先用大量自来水冲洗再以去离子水洗涤至pH＝7，滤液中无SO₄ ^2-存在。抽滤，置于120℃恒温烘箱中干燥2h，制得硅胶。称取5g硅胶用硫酸浸泡硅胶16h，用去离子水洗涤至滤液中无SO₄ ^2-。晾干或在100℃下烘干后，冷却至室温。称量0.05g百里酚蓝溶解于100mL去离子水中。将经酸化过的硅胶加入到20mL百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置16h，抽滤。将吸附有百里酚蓝指示剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，分别通入体积分数为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。样品量为50mL，通气时间为1min。实验结果表明，当通入体积分数为0.012％和0.016％的气样时，检测管有显著的颜色变化，检出限为0.012％，约为90mg/m³。

实施例2：

与实施例1对比，改变指示剂浓度和载体。称量30gBaCl₂·2H₂O溶解于100mL去离子水中，加入硫酸至没有沉淀生成，搅拌30min，用去离子水洗涤至滤液中无SO₄ ^2-存在。抽滤，置于120℃恒温烘箱中干燥2h，制得BaSO₄。称量0.1g百里酚蓝溶解于100mL去离子水中。将5gBaSO₄加入到20mL百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置16h，抽滤。将吸附有百里酚蓝指示剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，分别通入体积分数为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。样品量为50mL，通气时间为1min。实验结果表明，当通入体积分数为0.002％及更高浓度的气样时，检测管有显著的颜色变化，检出限为0.002％，约为15mg/m³。

实施例3：

硅胶和硫酸钡混合物作为载体。称量0.1g百里酚蓝溶解于100mL去离子水中。将5g硅胶和5gBaSO₄加入到40mL百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置16h，抽滤。将吸附有百里酚蓝指示剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，分别通入体积分数为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。样品量为50mL，通气时间为1min。实验结果表明，当通入体积分数为0.008％及更高浓度的气样时，检测管有显著的颜色变化，检出限为0.008％，约为60mg/m³。

实施例4：

与实施例2对比，改变指示剂。称量0.1g甲基百里酚蓝溶解于100mL体积比为1∶20的乙醇和去离子水中。将5gBaSO₄加入到20mL甲基百里酚蓝溶液中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置16h，抽滤。将吸附有甲基百里酚蓝指示剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，分别通入体积分数为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。样品量为50mL，通气时间为1min。实验结果表明，当通入体积分数为0.004％及更高浓度的气样时，检测管有显著的颜色变化，检出限为0.004％，约为30mg/m³。

对比例：

称取4gHg(NO₃)₂·H₂O溶于100mL水中，加入稀硝酸15mL(浓硝酸的体积分数为10.0％)，使硝酸汞完全溶解，称取2gNaOH溶于20mL去离子水中。将硝酸汞溶液与氢氧化钠溶液混合，形成HgO沉淀，用去离子水洗涤至pH＝7。称取7.5gKOH，溶解于30mL去离子水中，放冷待用。称取2.5gKI，溶于2.5mL去离子水中。将HgO沉淀滴加到KI溶液中，边加边搅拌，逐滴加至朱红色沉淀不再溶解为止，溶液中的主要成分为K₂(HgI₄)络合物，将已冷却的KOH溶液加入到K₂(HgI₄)溶液中，搅拌30min。将5gBaSO₄缓慢加入到HgO制得的纳氏试剂中，搅拌使之充分混合，在室温下暗处放置16h，抽滤。将吸附有纳氏试剂的载体装入6支直径为4mm的玻璃管中，并标号，分别通入体积分数为0.000％、0.002％、0.004％、0.008％、0.012％和0.016％的NH₃气样。样品量为50mL，通气时间为1min。实验结果表明，当通入体积分数为0.004％及更高浓度的气样时，检测管有显著的颜色变化，检出限为0.004％，约为30mg/m³。利用纳氏试剂对氨气进行检测也能达到较高的灵敏度，但由于纳氏试剂中的汞盐多为有毒或剧毒物质，应尽量避免使用。

Claims

1.一种微量氨气气体快速检测管，其特征在于，管体内装吸附有气体检测指示剂的载体，载体为硅胶或硫酸钡或两者的混合物；指示剂为载体吸附百里酚蓝溶液或甲基百里酚蓝溶液，得到不同的NH₃气体检测管。

2.根据权利要求1所述的微量氨气气体快速检测管，其特征是，模数为2.0～3.2的水玻璃和去离子水以1∶4～1∶8的体积比例稀释，用硫酸滴定形成pH＝7～11的凝胶，水洗、抽滤、在100～200℃下干燥1～4h，得pH＝7的硅胶。

3.根据权利要求1所述的微量氨气气体快速检测管，其特征是，浓度为0.2～2.0mol/L的氯化钡溶液中加入硫酸至没有沉淀生成，搅拌10～60min，用去离子水洗、抽滤、在100～200℃下干燥1～4h，得硫酸钡。

4.根据权利要求1所述的微量氨气气体快速检测管，其特征是，将2～10g载体加入到10～50mL质量溶度为0.1～1.0g/L的百里酚蓝溶液中，在室温下暗处放置10～24h后，制得载体表面吸附的百里酚蓝指示剂。

5.根据权利要求1所述的微量氨气气体快速检测管，其特征是，将2～10g载体加入到10～50mL质量溶度为0.1～1.0g/L的甲基百里酚蓝溶液中，在室温下暗处放置10～24h后，制得载体表面吸附的甲基百里酚蓝指示剂。