CN102393366A - 一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，包括如下步骤：(1)消解：取消泡剂试样0.3～0.5g，加入质量百分比浓度为65-69％的硝酸8～10mL，进行微波消解，制得消解液；(2)衍生、萃取：将上述制得的消解液，加钼酸盐溶液进行衍生反应生成硅钼杂多酸，再进行萃取，制得测试液；将钼标准溶液，进行硝酸酸化，再采用上述相同方法衍生、萃取，制得标准溶液萃取液；(3)火焰原子吸收上机测定：分别将测试液和标准溶液萃取液，导入火焰原子吸收分光光度计测定钼含量，比较定量，再将钼含量换算得到硅含量。该方法抗干扰能力强，响应值高，重现性好，成本低。

Description

一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法

技术领域

本发明涉及一种消泡剂中硅含量的方法，尤其涉及一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法。

背景技术

有机硅消泡剂是含硅表面活性剂，作为有机硅化合物中的一族，从60年代起就用于各工业领域，但大规模和全面的快速发展，是从80年代开始的。有机硅消泡剂具有许多优良性能：能与水以任意比例混溶，具有优秀的消泡性能，且不与起泡物质发生化学反应，无毒、无污染、对环境无害，耐热、耐寒、耐老化，具有优良的柔软性和润滑性能，因此有机硅消泡剂的应用领域十分广泛，越来越受到各行各业的重视。

目前测定消泡剂中硅含量的方法主要有如下几种：

1.硅钼黄分光光度法：方法利用酸性条件下，硅与钼酸盐反应生成黄色硅钼杂多酸，在一定浓度范围内，其吸光度与硅含量成正比，据此与标准比较定量。

2.硅钼蓝分光光度法：方法利用酸性条件下，硅与钼酸盐反应生成黄色硅钼杂多酸，再用还原剂将黄色硅钼杂多酸选择性还原，生成蓝色硅钼杂多酸，在一定浓度范围内，其吸光度与硅含量成正比，据此与标准比较定量。

3.电感耦合等离子体发射光谱法：试样经混合酸消化得到澄清溶液，导入电感耦合等离子体发射光谱仪，在一定浓度范围内，其吸光度与硅含量成正比，据此与标准比较定量。

4.火焰/石墨炉原子吸收直接测定：试样经消解后，将消解液导入火焰/石墨炉原子吸收分光光度计，与标准比较定量。

5.挥硅减量重量法和氟硅酸钾容量法：这两种方法都只适用于高纯度的硅(如石英)或合金中硅含量的测定，对于消泡剂均不适用。

以上方法中，硅钼黄分光光度法和硅钼蓝分光光度法因其适用范围广，方法操作简便，易于实现，是最常用的方法，但分光光度法的缺点在于抗干扰能力相对较弱，在硅的测定过程中，磷酸盐、氟离子或者其他显色基团的存在会对测定结果造成直接影响，需要操作者对于被测样品充分了解，并且根据实际情况采取相应的技术手段去除或者减弱这些干扰方能得到准确的结果。

电感耦合等离子体发射光谱法，包括电感耦合等离子体发射光谱质谱联用是目前元素分析方面的发展方向，逐渐成为大多数微量和痕量元素测定的主流，但是在测定硅含量的时候这两种仪器都会遇到相同的问题。由于硅是非金属，很难被激发，难电离，所以在仪器上的响应值很低，不利于低浓度样品的测定，并且对样品前处理要求较高，需要使用氢氟酸消解，氢氟酸的存在会使仪器产生一定的记忆效应，对后续的测定不利，会影响测定结果的重现性。使用氢氟酸，质谱仪须更换更加耐腐蚀的铂锥，即便如此，锥的使用寿命也会降低。此外，仪器本身高昂的价格和使用成本也是本方法的软肋之一。

硅元素的原子化温度高达2800℃，原子吸收法直接测定难度很大，响应值极低，灵敏度差，且重现性差，火焰原子吸收必须使用笑气/乙炔焰方有可能达到这样的温度，即便如此，仍不能得到理想的测定结果。

挥硅减量重量法和氟硅酸钾容量法只适用于高纯度的硅(如石英)硅含量的测定，这两种方法对于测定对象的要求较高，要求杂质含量低，硅含量高，而消泡剂不满足上述两种要求，因而不适用。

因而，探寻一种抗干扰能力强、快速、准确，且成本低廉的监测方法来测定消泡剂中硅含量是研究的首要问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，该方法抗干扰能力强，响应值高，重现性好，成本低。

本发明的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，包括如下步骤：

(1)消解：取消泡剂试样0.3～0.5g，加入质量百分比浓度为65-69％的硝酸8～10mL，进行微波消解，制得消解液；

(2)衍生、萃取：将上述制得的消解液，加钼酸盐溶液进行衍生反应生成硅钼杂多酸，再进行萃取，制得测试液；

将钼标准溶液，进行硝酸酸化，再采用上述相同方法衍生、萃取，制得标准溶液萃取液；

(3)火焰原子吸收上机测定：分别将测试液和标准溶液萃取液，导入火焰原子吸收分光光度计测定钼含量，比较定量，再将钼含量换算得到硅含量。

优选的，

步骤(1)中，微波消解过程中，容器内的压力设置在300psi以下，最大功率为1200W，用10分钟时间将容器内的物料升温至120℃并保温10分钟，然后再用15分钟升温至195℃并保温15分钟。

步骤(2)中，所述钼酸盐溶液为质量百分比浓度为5％的钼酸铵溶液，加入量为5～50mL，最优的加入量为10mL。

步骤(2)中，所述萃取步骤采用正丁醇为萃取剂，分两次萃取，每次加入10mL正丁醇。

步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中燃气与助燃气体积比为1∶5.0～1∶6.5。最优选的，燃气与助燃气体积比为1∶5.5，吸收波长313.3nm，狭缝0.5nm。

步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中燃气为乙炔，助燃气为空气或笑气，最优的，助燃气为空气。

在本发明中，所述的硝酸、钼酸铵、正丁醇以及钼标准溶液均为市售可得，纯度是本领域常规纯度，硝酸为优级纯，钼酸铵和正丁醇为分析纯，钼元素标准溶液为具有量值溯源性的有证标准物质。

相对于现有技术，本发明的特点如下：

1.本发明采用间接法测定消泡剂中硅含量，利用了硅钼杂多酸对硅的化学放大效应，此外，正丁醇萃取富集可以提高上机液的钼元素浓度，因此，本发明解决了硅在原子吸收分光光度计和电感耦合等离子体发射光谱仪上响应值低，低浓度样品难于测定的问题，使检测灵敏度提高2到3个数量级。

2.本发明虽然利用硅与钼酸盐反应生成二元杂多酸，与硅钼蓝、硅钼黄分光光度法一致，但本发明选择火焰原子吸收分光光度计作为最终的测定手段，从原理上解决了硅钼蓝、硅钼黄分光光度法易受磷酸盐、氟离子等外界干扰因素影响的缺陷，选择性好，检测结果准确度高。

3.本发明所述方法在检测过程中所使用的试剂、仪器均为本领域常用试剂、仪器，成本相对较低，操作便捷，可行性强，且过程中不必须使用笑气、氢氟酸等非实验室常用气体或试剂，降低实验的危险性同时也利于对环境的保护。

附图说明

图1火焰原子吸收测定钼拟合标准曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

准确称取0.5g消泡剂试样(T-20XP有机硅食品消泡剂，江苏省阜宁县腾达助剂厂生产)于微波消解管中，加入10mL质量百分比浓度为69％的浓硝酸，微波消解后，得到澄清的消解液。

微波消解升温程序如下：

其中，最大功率应视消解样品具体的量适当调整，较佳的条件是采用压力控制或温度控制，时间控制不适用，最优的条件是温度控制，消解温度和消解时间是以消解完全为宜，最优的条件如上表所示。

将消解液完全转移至125mL分液漏斗中，加入5wt％钼酸铵溶液10mL，摇匀，进行衍生反应生成硅钼杂多酸。再用正丁醇分两次萃取，每次加入10mL正丁醇，合并有机相，以正丁醇定容至50mL，供火焰原子吸收测定。

将上述制得的消解液，加钼酸盐溶液进行衍生反应生成硅钼杂多酸，再进行萃取，制得测试液；

将钼标准溶液，采用常规方法进行硝酸酸化，再采用上述相同方法加钼酸盐溶液进行衍生反应生成硅钼杂多酸，再进行萃取，制得标准溶液萃取液，供火焰原子吸收测定。

火焰原子吸收上机测定：

仪器条件如下：

吸收波长——313.3nm；

狭缝——0.5nm；

定量方式——峰高；

燃气(乙炔)/助燃气(空气)体积流量比——1∶5.5。

图1为火焰原子吸收测定钼拟合标准曲线图。

在图1中，

通过上述方法对同一消泡剂样品进行6次重复测定，结果汇总见下表：

由上表数据计算可得相对相差为2.31％，这一数据表明方法的重现性良好。

本发明的火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，抗干扰能力强，响应值高，在空气/乙炔火焰中，100mg/L的钼可以产生0.2Abs，相当于2.5mg/L的硅即可以产生0.2Abs、重现性好，成本低。

毫无疑问，本发明，还可以具有多种变换及改型，并不限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (9)

1.一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)消解：取消泡剂试样0.3～0.5g，加入质量百分比浓度为65-69％的硝酸8～10mL，进行微波消解，制得消解液；

(2)衍生、萃取：将上述制得的消解液，加钼酸盐溶液进行衍生反应生成硅钼杂多酸，再进行萃取，制得测试液；

将钼标准溶液，进行硝酸酸化，再采用上述相同方法衍生、萃取，制得标准溶液萃取液；

(3)火焰原子吸收上机测定：分别将测试液和标准溶液萃取液，导入火焰原子吸收分光光度计测定钼含量，比较定量，再将钼含量换算得到硅含量。

2.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(1)中，微波消解过程中，容器内的压力设置在300psi以下，最大功率为1200W，用10分钟时间将容器内的物料升温至120℃并保温10分钟，然后再用15分钟升温至195℃并保温15分钟。

3.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述钼酸盐溶液为质量百分比浓度为5％的钼酸铵溶液，加入量为5～50mL。

4.如权利要求3所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述质量百分比浓度为5％的钼酸盐溶液的加入量为10mL。

5.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述萃取步骤采用正丁醇为萃取剂，分两次萃取，每次加入10mL正丁醇。

6.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中燃气与助燃气体积比为1∶5.0～1∶6.5。

7.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中燃气与助燃气体积比为1∶5.5，吸收波长313.3nm，狭缝0.5nm。

8.如权利要求1所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中燃气为乙炔，助燃气为空气或笑气。

9.如权利要求8所述的一种火焰原子吸收间接测定消泡剂中硅含量的方法，其特征在于：步骤(3)中，火焰原子吸收分光光度计中助燃气为空气。

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