CN103630507A - 一种溶液中有色物质脱色率测定方法 - Google Patents
一种溶液中有色物质脱色率测定方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种溶液中有色物质脱色率测定方法,包括如下步骤:A、测定脱色前有色物质溶液吸光度积分计算波谱面积;B、测定脱色后有色物质溶液吸光度积分计算波谱面积;C、计算脱色率;D、准确度检测。本发明利用吸光度波谱面积测定脱色率,利用紫外-可见分光光度计在400nm-780nm的可见光波长范围内测定脱色前有色物质的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;利用紫外-可见分光光度计在400nm-780nm的可见光波长范围内测定脱色后有色物质的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;通过吸光度波谱面积,计算出有色物质的脱色率。本计算方法具有操作简便,测定准确的优点。
Description
技术领域
本发明属于脱色率检测领域,特别涉及一种溶液中有色物质脱色率测定方法。
背景技术
在水处理方面,水中有色物质的脱色率是评价水质处理效果的指标之一。水中有色物质并非是单一物质,通常是由不同的有色物质组成的。现有检测经处理后水质中有色物质的脱色率,通常是采用目视比色法或紫外-可见分光光度检测法。前者的缺点是主观性较强,特别是当水的颜色为橙色时,采用比色法判断脱色率的误差较大。后者是以处理前后有色物质在最大吸收波长下的吸光度的变化比率来计算的,它是将所有的有色物质认同为单一的物质。其缺点是1.当有色物质被降解成其它有色物质时,通过此方法检测计算,原有色物质水溶液在最大吸收波长下的吸光度下降,但处理后水溶液中有色物质的含量可能并没有下降,因为生成新的有色物质对在最大吸收波长下的吸光度有可能没有贡献。2.在吸附絮凝处理过程中,吸附絮凝剂对水中各种有色物质的吸附能力是不同的。当水溶液中某种有色物质对整个水溶液在最大吸收波长下的吸光度具有极大的比例贡献,而吸附絮凝剂对此种物质的吸附量比其它有色物质的吸附量多或少时,通过此方法的计算出来的脱色率并不准确。因此寻找一种更加准确适用性更广的脱色率计算方法就显得尤为重要。
发明内容
为解决上述现有技术的不足,本发明提出一种溶液中有色物质脱色率测定方法,主要解决现有技术中以混合有色物质在可见光范围内的最大吸收波长下的吸光度变化计算除色率,从而导致计算出来的效果与实际处理效果存在较大误差的问题。本发明的方法利用吸光度波谱面积测定脱色率,是考虑混合有色物质发色基团对混合有色物质在可见光范围内的吸光光谱的贡献影响,本计算方法具有操作简便,测定准确的优点。
为达到上述目的,本发明的技术方案为:
一种溶液中有色物质脱色率测定方法,包括如下步骤:
A、测定脱色前有色物质溶液吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定有色物质溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
B、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:在上述步骤A的有色物质溶液中,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤A方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
C、计算脱色率:依据公式()计算,得脱色率;
D、准确度检测。
所述步骤B中吸附剂为活性炭。
所述步骤B中离心转速为4000rpm。
所述步骤D准确度检测的具体操作为:
A、建立不同浓度标准溶液:取不同染料多种,等质量比混合后,分别配制该混合染料浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L的标准溶液;
B、测定吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定不同浓度标准溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
C、建立浓度与面积线性方程:浓度和波谱面积之间有很好的线性关系,建立线性回归方程,依据校正系数判断准确性;
D、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:选取已知浓度的标准溶液,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤B方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
E、计算脱色率:依据公式()计算,得脱色率。
相对与现有技术,本发明的有益效果为:
本发明的方法利用波谱面积测定脱色率,是考虑混合有色物质发色基团对混合有色物质在可见光范围内的吸光光谱的贡献影响,利用紫外-可见分光光度计测定有色物质溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;利用紫外-可见分光光度计测定有色物质溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;依据公式(),计算出混合有色物质的脱色率。本计算方法具有操作简便,测定准确的优点。
采用吸光度波谱面积测定脱色率,能更准确地表征各种吸附剂对混合有色物质的吸附性能,尤其是对不同溶质具有不同吸附效率的吸附剂。依照本发明方案,将吸附剂代替本发明方案中所述的活性碳,能更准确地表征吸附剂对混合有色物质的吸附性能。
采用吸光度波谱面积测定脱色率,能更准确地表征各种处理方法对混合有色物质的脱色率,尤其是存在降解过程的处理方法。依照本发明方案,将处理方法代替本发明方案中所述的活性碳吸附方法,能更准确地表征该处理方法对混合有色物质的脱色性能。
采用吸光度波谱面积测定脱色率,能更准确地表征未知浓度及物质的混合有色物质通过处理后的脱色效果。在处理废水和污水时,来水的浓度及物质均未知的条件下,依照本发明方案,通过处理前后有色物质在水溶液中的吸光度波谱面积的计算,能更准确地表征处理方法对来水的脱色率。
附图说明
图1不同浓度混合活性染料染液与吸光度波谱所包含的面积的线性关系;
图2不同浓度混合酸性染料染液与吸光度波谱所包含的面积的线性关系;
图3不同浓度混合阳离子染料染液与吸光度波谱所包含的面积的线性关系;
图4不同浓度活性艳橙K-GN和活性蓝19染料染液与吸光度波谱所包含的面积的线性关系;
图5不同浓度活性艳橙K-GN和活性蓝19染料染液与吸光度的线性关系;
图6活性艳橙K-GN和活性蓝19配成3种染料含量在400nm-780nm的吸光度曲线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
一种溶液中有色物质脱色率测定方法,包括如下步骤:
A、测定脱色前有色物质溶液吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定有色物质溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
B、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:在上述步骤A的有色物质溶液中,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤A方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
C、计算脱色率:依据公式()计算,得脱色率;
D、准确度检测。
所述步骤B中吸附剂为活性炭。
所述步骤B中离心转速为4000rpm。
所述步骤D准确度检测的具体操作为:
A、建立不同浓度标准溶液:取不同染料多种,等质量比混合后,分别配制该混合染料浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L的标准溶液;
B、测定吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定不同浓度标准溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
C、建立浓度与面积线性方程:浓度和波谱面积之间有很好的线性关系,建立线性回归方程,依据校正系数判断准确性;
D、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:选取已知浓度的标准溶液,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤B方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
下面结合具体实施例对本发明所述方法做进一步详细描述:
实施例1
将未提纯的活性艳橙K-GN,活性艳红X-3B,活性红195,活性蓝19和活性绿19,这5种活性染料,每种染料用相同重量,配制浓度为100mg/L的混合染液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积为157.6932。
用活性炭1g加入到100ml浓度为100mg/L的上述的混合染液中,分别搅拌5min,10min和20min,然后在4000rpm的转速下离心分离,分离后的染液通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积分别为99.0544,82.2214和78.9388;即其脱色率分别为37.2%,47.9%和49.9%。
为了证明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性,将未提纯的活性艳橙K-GN,活性艳红X-3B,活性红195,活性蓝19和活性绿19,这5种染料,每种染料用相同重量,配成10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L,100mg/L,150mg/L和200mg/L的标准溶液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,通过OriginPro8软件中的积分工具,计算其吸光度波谱所包含的面积。(10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L,100mg/L,150mg/L和200mg/L的吸光波谱积分面积分别为19.1692,34.3386,50.5079,65.6765,79.8452,157.6932,236.5355,和329.3815)。不同浓度与吸光度波谱所包含的面积的关系(附图1)具有很好的线性关系。其线性方程为y=1.6172x,校正系数R2=0.9988。说明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性。
实施例2
将未提纯的酸性蓝,酸性红和酸性橙,这3种酸性染料,每种染料用相同重量,配制浓度为100mg/L的混合染液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积为216.7201。
用活性炭1g加入到100ml浓度为100mg/L的上述的混合染液中,分别搅拌5min,10min和20min,然后在4000rpm的转速下离心分离,分离后的染液通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积分别为121.4412,85.5467和54.9943;即其脱色率分别为44.0%,60.5%和74.6%。
为了证明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性,将未提纯的酸性蓝,酸性红和酸性橙,这3种酸性染料,每种染料用相同重量,配成10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L,100mg/L,150mg/L和200mg/L的标准溶液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,通过OriginPro8软件中的积分工具,计算其吸光度波谱所包含的面积。(10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L,100mg/L,150mg/L和200mg/L的吸光波谱积分面积分别为19.5992,43.3699,64.6067,91.4922,111.5744,216.7201,325.9268和439.7755)。不同浓度与吸光度波谱所包含的面积的关系(附图2)具有很好的线性关系。其线性方程为y=2.1892x,校正系数R2=0.9997。说明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性。
实施例3阳离子染料
将未提纯的阳离子蓝,阳离子红和阳离子黄,这3种阳离子染料,每种染料用相同重量,配制浓度为100mg/L的混合染液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积为459.0366。
用活性炭0.2g加入到100ml浓度为100mg/L的上述的混合染液中,分别搅拌5min,10min和20min,然后在4000rpm的转速下离心分离,分离后的染液通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,然后通过积分方法计算其吸光度波谱所包含的面积,其面积分别为214.7890,186.0732和178.4425;即其脱色率分别为53.2%,59.5%和61.1%。
为了证明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性,将未提纯的阳离子蓝,阳离子红和阳离子黄,这3种阳离子染料,每种染料用相同重量,配成10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L和100mg/L的标准溶液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,通过OriginPro8软件中的积分工具,计算其吸光度波谱所包含的面积。(10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L和100mg/L的吸光波谱积分面积分别为47.8559,97.0613,137.7685,190.6886,232.4977和459.0365842)。不同浓度与吸光度波谱所包含的面积的关系(附图3)具有很好的线性关系。其线性方程为y=4.6264x,校正系数R2=0.9993。说明通过吸光度波谱面积计算染料溶液脱色率的方法具有可行性和准确性。
实施例4
通过本实施例可表明本发明方法在计算溶液中有色物质含量与现有的通过最大吸收波长计算有色物质含量的方法相比,更准确。
将活性艳橙K-GN和活性蓝19进行提纯(金咸穰,染整工艺实验,1987:66-70)。
将提纯的活性艳橙K-GN和活性蓝19,每种染料用相同重量,配成10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L和100mg/L的标准溶液,通过紫外-可见分光光度计测定在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,通过OriginPro8软件中的积分工具,计算其吸光度波谱所包含的面积。(10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L和100mg/L的吸光波谱积分面积分别为26.4565,54.0817,78.9386,102.6455,128.9124和250.2448)。不同浓度与吸光度波谱所包含的面积的关系(附图4)具有很好的线性关系。其线性方程为y=2.5349x,校正系数R2=0.9988。
上述的混合染料溶液,其最大的吸收波长为514nm。在该最大吸收波长下,上述10mg/L,20mg/L,30mg/L,40mg/L,50mg/L和100mg/L的标准溶液的吸光度分别为0.155,0.316,0.471,0.616,0.770和1.511。不同浓度与吸光度的关系(附图5)也具有很好的线性关系。其线性方程为y=0.0152x,校正系数R2=0.9995。
为了更好地说明本发明通过吸光度波谱所包含的面积检测染液中染液含量的方法与最大吸收波长下的吸光度的检测方法更准确。将提纯的活性艳橙K-GN和活性蓝19配成3种染料含量为40mg/L的溶液,模拟吸附后的残液中的染料含量。第一种染料溶液为10mg/L的活性艳橙K-GN和30mg/L的活性蓝19,第二种染料溶液为20mg/L的活性艳橙K-GN和20mg/L的活性蓝19,第三种染料溶液为30mg/L的活性艳橙K-GN和10mg/L的活性蓝19。通过紫外-可见分光光度计测定这三种染料溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度波谱(附图6)所包含的面积(分别为102.7650,102.6455和102.5984)及其在最大吸收波长下的吸光度(分别为0.409,0.616和0.760),依据吸光度面积标准曲线(y=2.5349x)和最大吸收波长下吸光度标准曲线(y=0.0152x)计算相对应的溶液中染料含量,见表1。由表1结果可知,通过面积标准曲线计算方法比最大吸收波长下吸光度标准曲线计算方法更准确。
表1面积曲线和吸光度曲线计算结果比较
Claims (4)
1.一种溶液中有色物质脱色率测定方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、测定脱色前有色物质溶液吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定有色物质溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
B、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:在上述步骤A的有色物质溶液中,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤A方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
C、计算脱色率:依据公式()计算,得脱色率;
D、准确度检测。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤B中吸附剂为活性炭。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤B中离心转速为4000rpm。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤D准确度检测的具体操作为:
A、建立不同浓度标准溶液:取不同染料多种,等质量比混合后,分别配制该混合染料浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L的标准溶液;
B、测定吸光度积分计算波谱面积:利用紫外-可见分光光度计测定不同浓度标准溶液在400nm-780nm的可见光波长范围内的吸光度,积分计算吸光度波谱面积;
C、建立浓度与面积线性方程:浓度和波谱面积之间有很好的线性关系,建立线性回归方程,依据校正系数判断准确性;
D、脱色后测定吸光度积分计算波谱面积:选取已知浓度的标准溶液,加入吸附剂搅拌一定时间后离心分离固液相,利用步骤B方法测定脱色后溶液吸光度波谱面积;
E、计算脱色率:依据公式()计算,得脱色率。
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