CN111855886A - 快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其包括：调试总有机碳分析仪的载气流速及测试温度；配制若干个不同浓度的总碳标准溶液，利用总有机碳分析仪，以总碳浓度为横坐标，非色散红外检测器的响应值为纵坐标，建立总碳标准曲线；将获取的总碳标准曲线输入固体进样单元；将金属薄膜裁剪至设定尺寸，制备成为金属薄膜样品；使用处理后的镊子将金属薄膜样品置于处理后的样品舟中后，将样品舟置于固体进样单元中进行燃烧催化氧化，以输入的总碳标准曲线为标准线，测定燃烧气体中的TC浓度值，将TC浓度值除以金属薄膜样品的面积，得到金属薄膜样品的金属薄膜油污残留量。

Description

快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法

技术领域

本发明属于分析化学领域，尤其涉及一种快速定量检测油污残留量的方法。

背景技术

油污残留量主要以有机物为主，含量低，且含无机碳极少。金属薄膜表面的油污残留量会严重影响相关产品的质量，因此表面无油污是一个重要的质控标准。金属薄膜在轧制的过程中会引入轧制油、机械油等，为确保相关产品质量，需对油污残留量进行分析。

由于油污残留量极少且不易清洗，不能采用清洗后分析的方法，目前有采用称重法或萃取法分析，但是，称重法灵敏度差，同时对于称量精度要求极高。而萃取法则存在步骤繁琐，分析周期长的缺陷。

由于金属薄膜表面无机碳极少，有机碳也主要以油污为主，因此，总有机碳分析仪(TOC)以及固体进样单元联用可以直接测定金属薄膜表面总碳的含量，在评价油污残留量的过程中，具有分析快速、灵敏度高、绿色环保等特点，非常适用于金属薄膜表面油污残留量的分析，测定后获得的TC含量直接反应了金属薄膜表面油污的残留量。

总有机碳分析仪，是指用于测定溶液中的总有机碳(TOC)的仪器。其测定原理是溶液中有机碳经氧化转化为二氧化碳，在消除干扰物质后由检测器测得二氧化碳含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，对溶液中的总有机碳进行定量测定。总有机碳分析仪的测定方式主要有三种类型。湿法氧化-非色散红外检测，该方式是在样品经过酸性过硫酸钾氧化之前经磷酸处理待测样品，去除无机碳后测定TOC的浓度。但湿法氧化对于含腐殖酸等高相对分子质量化合物的水体氧化不充分。紫外-湿法氧化-非色散红外检测，该方式是紫外氧化和湿法氧化两者的协同作用，针对紫外氧化法无法用于高含量TOC的复杂水体，两者的协同可以测量污染较重的水体。高温催化燃烧氧化-非色散红外检测，样品中有机碳在高温催化氧化条件下转化为二氧化碳后经非色散红外(NDIR)检测，因高温燃烧相对彻底，适用于污染较重水体或是复杂水体，但需考虑样品的高盐分对于测定结果的影响问题。此外紫外氧化-非色散红外检测、电阻法、紫外吸收光谱、电导法等方式均因稳定性差或对颗粒状、高相对分子质量有机物氧化不完全而未能用于土壤学领域。将土壤、沉积物样品处理成为溶液样品时需要考虑一定粒度的漂浮物或可沉固体物质的处理问题。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其将总有机碳分析仪(TOC)以及固体进样单元联用，大大简化了前处理过程，缩短了样品处理时间和分析时间，减少人为操作带来的误差，提高了测定结果的准确性及可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：(1)样品裁剪制备；(2)样品舟及镊子清洗并高温灼烧除去任何附带的碳；(3)调试总有机碳分析仪(TOC)以及固体进样单元的测试条件，如温度、载气流量等，仪器预热稳定；(4)配制总碳(TC)标准溶液，以TC浓度为横坐标，NDIR(非分光红百外线)响应值为纵坐标，直接进样绘制TC校准曲线；(5)测定样品的TC浓度。

为了实现上述目的，本发明提供的一种快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其包括以下步骤：(1)、调试总有机碳分析仪的载气流速及测试温度；(2)、配制若干个不同浓度的总碳标准溶液，利用步骤(1)的总有机碳分析仪，以总碳浓度为横坐标，非色散红外检测器的响应值为纵坐标，建立总碳标准曲线；(3)、将步骤(2)获取的总碳标准曲线输入至固体进样单元，并调试固体进样单元的的载气流速及测试温度；(4)、清洗并高温灼烧样品舟及镊子，以除去样品舟及镊子上附带的碳元素；(5)、将金属薄膜裁剪至设定尺寸，制备成为金属薄膜样品；以及(6)、使用步骤(4)处理后的镊子将步骤(5)的金属薄膜样品置于步骤(4)处理后的样品舟中后，将样品舟置于固体进样单元中进行燃烧催化氧化，以输入的总碳标准曲线为标准线，测定燃烧气体中的TC浓度值，将TC浓度值除以金属薄膜样品的面积，得到金属薄膜样品的金属薄膜油污残留量。

可选择地，本发明使用的总有机碳分析仪可选为广东精谱实业有限公司出售的TOC-L系列的TOC分析仪，其测量范围为4μg/L～30000μg/L。

可选择地，本发明使用的固体进样单元可选为广东精谱实业有限公司出售的固体样品测定单元SSM-5000A。

按上述方案，在步骤(1)中，总有机碳分析仪所用的载气气体为纯度大于99.99％的氧气，载气流速设定为20mL/min。

按上述方案，步骤(2)中采用的标准物质为葡萄糖、蔗糖或苯系物，换算成总碳浓度，梯度进样。

按上述方案，在步骤(3)中，固体进样单元所用的载气气体为纯度大于99.99％的氧气，载气流速设定为500mL/min

按上述方案，步骤(4)中的样品舟为耐高温氧化铝陶瓷舟。

按上述方案，步骤(4)中的镊子为耐高温金属镊子。

按上述方案，在步骤(4)中，清洗样品舟及镊子的步骤为：(4-1)将样品舟及镊子置于2摩尔/升的硫酸或盐酸中浸泡5～15分钟；以及(4-2)使用去离子水清洗样品舟及镊子2～3次。

按上述方案，在步骤(4)中，高温灼烧样品舟设定为：于850摄氏度～950摄氏度的条件下空烧样品舟至少20分钟。

按上述方案，在步骤(4)中，高温灼烧镊子设定为使用电炉或气灯将镊子尖端烧至发红。

按上述方案，在步骤(6)中，固体进样单元的炉温设定为850℃～950℃。

本发明的有益效果是：(1)、本发明不需要对金属薄膜表面油污进行水洗称重或者有机溶剂萃取等步骤，只需对金属薄膜裁剪折叠放置于样品舟中即可按照设定的条件分析，具有准确度高、分析速度快、灵敏度高、绿色环保等特点；(2)、本发明方法具有普遍适用性，易于推广使用。

附图说明

图1示出了本发明的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法的步骤示意图。

图2示出了本发明的实施例1的总碳标准曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

作为一种非限制性实施方式，本发明的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，如图1所示，首先在步骤S1中，调试总有机碳分析仪的载气流速及测试温度。接着，在步骤S2中，配制若干个不同浓度的总碳标准溶液，利用步骤S1的总有机碳分析仪，以总碳浓度为横坐标，非色散红外检测器的响应值为纵坐标，建立总碳标准曲线。随后，在步骤S3中，将步骤S2获取的总碳标准曲线输入至固体进样单元，并调试固体进样单元的的载气流速及测试温度。然后，在步骤S4中，清洗并高温灼烧样品舟及镊子，以除去样品舟及镊子上附带的碳元素。在步骤S5中，将金属薄膜裁剪至设定尺寸，制备成为金属薄膜样品。最后，在步骤S6中，使用步骤S4处理后的镊子将步骤S5的金属薄膜样品置于步骤S4处理后的样品舟中后，将样品舟置于固体进样单元中进行燃烧催化氧化，以输入的总碳标准曲线为标准线，测定燃烧气体中的TC浓度值，将TC浓度值除以金属薄膜样品的面积，得到金属薄膜样品的金属薄膜油污残留量。

在该非限制性实施方式中，在步骤S1和步骤S3中，总有机碳分析仪和固体进样单元所用的载气气体都为纯度大于99.99％的氧气，载气流速设定为20mL/min，固体进样单元的载气流速设定为500mL/min。

步骤S2中采用的标准物质为葡萄糖、蔗糖或苯系物，换算成总碳浓度，梯度进样，从而便可以获得总碳标准曲线。

为了保证实验数据的精准性，步骤(4)中的样品舟为耐高温氧化铝陶瓷舟，镊子为耐高温金属镊子，从而防止高温燃烧氧化过程中，样品舟和镊子存在干扰因素。

在一种非限制性实施方案中，在步骤S4中，清洗样品舟及镊子的步骤为：(4-1)将样品舟及镊子置于2摩尔/升的硫酸或盐酸中浸泡5～15分钟；以及(4-2)使用去离子水清洗样品舟及镊子2～3次。高温灼烧样品舟设定为：于850摄氏度～950摄氏度的条件下空烧样品舟至少20分钟。高温灼烧镊子设定为使用电炉或气灯将镊子尖端烧至发红。

下面以实施1为例，说明快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法。

实施例1

首先，调试总有机碳分析仪(TOC)的测试条件，以基准物质蔗糖作为TC测定的标准溶液，含碳的浓度为100mg/L。分别进样0、50、100、200μL，以TC浓度为横坐标，NDIR响应值为纵坐标，绘制TC校准曲线，如图2所示。

然后，将该TC校准曲线输入至固体进样单元中，调试固体进样单元的测试条件，炉温升温至900℃，仪器预热稳定。对样品舟及镊子进行清洗及高温灼烧。

最后，取4个金属薄膜样品，每个样品裁剪成2～3个已知面积大小的片状，置于样品舟中，通过固体进样单元进行直接进样测量TC含量，结果见表1。

表1.金属薄膜测定结果

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、调试总有机碳分析仪的载气流速及测试温度；

(2)、配制若干个不同浓度的总碳标准溶液，利用步骤(1)的总有机碳分析仪，以总碳浓度为横坐标，非色散红外检测器的响应值为纵坐标，建立总碳标准曲线；

(3)、将步骤(2)获取的总碳标准曲线输入至固体进样单元，并调试固体进样单元的的载气流速及测试温度；

(4)、清洗并高温灼烧样品舟及镊子，以除去所述样品舟及所述镊子上附带的碳元素；

(5)、将金属薄膜裁剪至设定尺寸，制备成为金属薄膜样品；以及

(6)、使用步骤(4)处理后的镊子将步骤(5)的金属薄膜样品置于步骤(4)处理后的样品舟中后，将样品舟置于所述固体进样单元中进行燃烧催化氧化，以输入的所述总碳标准曲线为标准线，测定燃烧气体中的TC浓度值，将所述TC浓度值除以所述金属薄膜样品的面积，得到所述金属薄膜样品的金属薄膜油污残留量。

2.根据权利要求1所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述总有机碳分析仪所用的载气气体为纯度大于99.99％的氧气，载气流速设定为20mL/min。

3.根据权利要求2所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(2)中，配置所述总碳标准溶液采用的标准物质设定为葡萄糖、蔗糖或苯系物。

4.根据权利要求2所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述固体进样单元所用的载气气体为纯度大于99.99％的氧气，载气流速设定为500mL/min。

5.根据权利要求4所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，步骤(4)中的所述样品舟为耐高温氧化铝陶瓷舟。

6.根据权利要求5所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，步骤(4)中的所述镊子为耐高温金属镊子。

7.根据权利要求6所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(4)中，清洗所述样品舟及所述镊子的步骤为：

(4-1)将所述样品舟及所述镊子置于2摩尔/升的硫酸或盐酸中浸泡5～15分钟；以及

(4-2)使用去离子水清洗所述样品舟及所述镊子2～3次。

8.根据权利要求7所述的种快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(4)中，高温灼烧所述样品舟设定为：于850摄氏度～950摄氏度的条件下空烧所述样品舟至少20分钟。

9.根据权利要求8所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(4)中，高温灼烧所述镊子设定为使用电炉或气灯将所述镊子尖端烧至发红。

10.根据权利要求9所述的快速定量检测金属薄膜油污残留量的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述固体进样单元的炉温设定为850℃～950℃。

Images