JP2010156568A

JP2010156568A - 有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置

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Publication number: JP2010156568A
Application number: JP2008333764A
Authority: JP
Inventors: Sen Nagashima; 潜長嶋
Original assignee: NAC TECHNO SERVICE CO Ltd
Current assignee: NAC TECHNO SERVICE CO Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP5266440B2

Abstract

【課題】無機化合物も分析することができるようにした有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置を提供する。
【解決手段】燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置２０を備えた有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置１０であって、試料燃焼装置２０は、有機化合物の試料のための石英燃焼管３０と無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管４０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置に関する。

従来の技術としては、例えば特開平８−２６２０００号公報に示すようなものがある。

すなわち、分析装置は、石英燃焼管内で４種ハロゲン、及び硫黄を含む有機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置と、試料燃焼装置へ試料を自動供給するオートサンプラーと、試料燃焼装置で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物を吸収液に通じて溶解し、ハロゲン化物及び硫酸イオンを生成する吸収装置と、吸収装置の吸収液に通じて溶解したハロゲン化物及び硫酸イオンを含む吸収液を試料溶液として取り込み、試料溶液中の各イオン種を分離定量するイオンクロマトグラフを備えているものである。

特開平８−２６２０００号公報

しかしながら、このような従来の技術では、燃焼管が石英製であるので有機化合物のみが対象とされ、無機化合物は分析できない、という問題点があった。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、より高温で燃焼させることにより無機化合物も分析することができるようにした有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置（２０）を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）であって、
前記試料燃焼装置（２０）は、有機化合物の試料のための石英燃焼管（３０）と無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管（４０）とを備えていることを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

［２］燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置（２０）を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）であって、
前記試料燃焼装置（２０）は、試料を予備燃焼する移動炉（２１）と試料を本燃焼させる固定炉（２５）と、無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管（４０）と有機化合物の試料のための石英燃焼管（３０）とを備え、
前記石英燃焼管（３０）は前記移動炉（２１）及び固定炉（２５）で加熱される太管部（３１）と、燃焼ガス吸収管（５１）に接続する細管部（３５）とが一体に形成されて成り、前記セラミック燃焼管（４０）は前記移動炉（２１）及び固定炉（２５）で加熱される主管部（４１）を、石英製アダプタ（４５）で燃焼ガス吸収管（５１）に接続するよう構成されていることを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

［３］セラミック燃焼管（４０）で無機化合物の試料を加熱可能なよう、固定炉（２５）では、シリコニット発熱体を用いることを特徴とする項１又は２に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

［４］無機化合物の試料では、移動炉（２１）で混在する有機物及び塩として存在するハロゲンを放出させてから、固定炉（２５）で加熱するようにしたことを特徴とする項２に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

［５］燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置（２０）を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）であって、
石英燃焼管（３０）内では有機化合物を対象として、セラミック燃焼管（４０）では無機化合物を対象として４種ハロゲン、及び硫黄を含む有機化合物の試料を燃焼分解し、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置（２０）と、前記試料燃焼装置（２０）で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物を吸収液に通じて溶解し、ハロゲン化物及び硫酸イオンを生成する吸収装置（５０）と、を備えたことを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

［６］吸収液に、酸化剤と還元剤とを併せて添加したことを特徴とする項５に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置（１０）。

前記本発明は次のように作用する。
分析装置（１０）は、試料燃焼装置（２０）により、燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する。

試料燃焼装置（２０）は、有機化合物の試料では、石英燃焼管（３０）で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機化合物の試料を燃焼分解し、無機化合物の試料では、セラミック燃焼管（４０）で必要な高温で有機化合物の試料を燃焼分解し、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する。

試料燃焼装置（２０）では、移動炉（２１）で試料を予備燃焼し、固定炉（２５）で試料を本燃焼させ、無機化合物の試料はセラミック燃焼管（４０）で燃焼され、有機化合物の試料は石英燃焼管（３０）で燃焼される。

石英燃焼管（３０）では、太管部（３１）の前半部分で移動炉（２１）により試料が予備燃焼され、移動炉（２１）が太管部（３１）の前半部分を過ぎたところで太管部（３１）が固定炉（２５）で本燃焼される。

石英燃焼管（３０）は燃焼ガス吸収管（５１）に接続する細管部（３５）とが一体に形成されており、この細管部（３５）から燃焼ガス吸収管（５１）に移動する。有機化合物より高温を要する無機化合物では、セラミック燃焼管（４０）により、移動炉（２１）で主管部（４１）の試料が予備燃焼され、固定炉（２５）で、本燃焼される。燃焼ガスは燃焼ガス吸収管（５１）に接続された石英製のアダプタ（４５）から燃焼ガス吸収管（５１）に移動する。

固定炉（２５）での加熱には、セラミック燃焼管（４０）で高温で無機化合物の試料を加熱可能なよう、シリコニット発熱体で加熱される。

無機化合物の試料を対象とする場合は、移動炉（２１）で混在する有機物及び塩として存在するハロゲンを放出させてから、固定炉（２５）で加熱する。例えば、無機化合物の試料を移動炉（２１）の中心部に置き、５〜１０分加熱してから、固定炉（２５）内に挿入し、１３５０℃程度で５〜１５分加熱する。

試料燃焼装置（２０）で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物は吸収液に溶解し、吸収装置（５０）によりハロゲン化物及び硫酸イオンの試料溶液が生成される。試料溶液中の各イオン種はイオンクロマトグラフにより分離定量される。

吸収液には、酸化剤として例えば過酸化水素を、還元剤として例えば抱水ヒドラジンを併せて添加してあり、酸化・還元反応に同時に対応している。すなわち、フッ素・塩素では燃焼に伴い、純水に容易に吸収されてフッ化物・塩化物イオンが発生するが、臭素及びヨウ素では燃焼に伴い、ハロゲン化物と分子状の遊離体（Ｂｒ２、Ｉ２）を生成する。この遊離体のイオン化には還元剤の存在が必要である。

また、硫黄は、燃焼・吸収に伴い、硫酸・亜硫酸イオンを生成し、酸化剤の存在が必要である。これに対し酸化剤として例えば過酸化水素を、還元剤として例えば抱水ヒドラジンを吸収液に併せて添加することにより、酸化・還元反応に対し同時に分析できるようになった。

本発明にかかる有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置によれば、セラミック燃焼管を備えることにより無機化合物の試料を対象とする高温の燃焼をすることができるようになる。

石英燃焼管とセラミック燃焼管とにより、有機化合物の試料および無機化合物の試料のハロゲン及び硫黄を分析することができるので、従来技術では有機化合物のみが対象となったものの分析範囲を広げることができる。

酸化剤として例えば過酸化水素を、還元剤として例えば抱水ヒドラジンを吸収液に併せて添加することにより、硫黄の酸化反応及び、ハロゲンのハロゲン化物への還元反応に対し同時に分析できるようになる。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施の形態を示している。

ハロゲン及び硫黄の分析装置１０は、燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成するものであり、燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼してハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置２０と、試料燃焼装置２０で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物を吸収液に通じて溶解し、ハロゲン化物及び硫酸イオンを生成する吸収装置５０と、を備えている。

試料燃焼装置２０は、試料を予備燃焼する移動炉２１と試料を本燃焼させる固定炉２５と、無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管４０と有機化合物の試料のための石英燃焼管３０とを備えている。

石英燃焼管３０は、有機化合物を対象として、セラミック燃焼管４０は、無機化合物を対象として４種ハロゲン、及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解するよう対応している。

図２でわかるように、石英燃焼管３０は移動炉２１及び固定炉２５で加熱される太管部３１と、燃焼ガス吸収管５１に中継部５５を介して接続する細管部３５とが一体に形成されて成る。

図１でわかるように、セラミック燃焼管４０は移動炉２１及び固定炉２５で加熱される主管部４１を、石英製アダプタ４５で燃焼ガス吸収管５１に接続するよう構成されている。石英製アダプタ４５は、石英燃焼管３０の太管部３１の末端から細管部３５にかけた形態と似ており、主管部４１の末端の嵌合部４６と燃焼ガス吸収管５１に中継部５５を介して接続する細径部４７とにより構成されている。

セラミック燃焼管４０で無機化合物の試料を加熱可能なよう、固定炉２５では、シリコニット発熱体が採用されている。また、無機化合物の試料では、移動炉２１で混在する有機物及び塩として存在するハロゲンを放出させてから、固定炉２５で加熱するようにし、吸収液には、酸化剤と還元剤とを併せて添加してある。

次に作用を説明する。
分析装置１０は、試料燃焼装置２０により、燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する。

試料燃焼装置２０は、有機化合物の試料では、石英燃焼管３０で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機化合物の試料を燃焼分解し、無機化合物の試料では、セラミック燃焼管４０で必要な高温で無機化合物の試料を燃焼分解し、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する。

試料燃焼装置２０では、移動炉２１で試料を予備燃焼し、固定炉２５で試料を本燃焼させ、無機化合物の試料はセラミック燃焼管４０で燃焼され、有機化合物の試料は石英燃焼管３０で燃焼される。固定炉２５の温度推移を図４に示す。

石英燃焼管３０では、太管部３１の前半部分で移動炉２１により試料が予備燃焼され、移動炉２１が太管部３１の前半部分を過ぎたところで太管部３１中で固定炉２５により本燃焼される。

石英燃焼管３０は燃焼ガス吸収管５１に接続する細管部３５が一体に形成されており、この細管部３５から燃焼ガス吸収管５１に移動する。有機化合物より高温を要する無機化合物では、セラミック燃焼管４０により、移動炉２１で主管部４１が予備燃焼され、固定炉２５で主管部４１にある試料が固定炉２５により本燃焼される。燃焼ガスは燃焼ガス吸収管５１に接続された石英製のアダプタ（４５）から燃焼ガス吸収管５１に移動する。

固定炉２５での加熱には、セラミック燃焼管４０で高温で無機化合物の試料を加熱可能なよう、シリコニット発熱体で加熱される。

無機試料を対象とする場合は、移動炉２１で混在する有機物及び塩として存在するハロゲンを放出させてから、固定炉２５で加熱する。例えば、無機化合物の試料を移動炉２１の中心部に置き、５〜１０分加熱してから、固定炉２５内に挿入し、１３５０℃程度で５〜１５分加熱する。すなわち、図６に示すように、先ず、位置Ａで移動炉２１により加熱して燃焼させた後、位置Ｂで固定炉２５により加熱して燃焼させる。

試料燃焼装置２０で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物は吸収液に溶解し、吸収装置５０によりハロゲン化物及び硫酸イオンの試料溶液が生成される。試料溶液中の各イオン種はイオンクロマトグラフにより分離定量される。なお、標準試料のデータと比較することにより精度を上げることが出来る。図５に標準試料の分析結果を示す。

吸収液には、酸化剤として例えば過酸化水素を、還元剤として例えば抱水ヒドラジンを併せて添加してあり、酸化・還元反応に同時に対応している。すなわち、フッ素・塩素では燃焼に伴い、純水に容易に吸収されるフッ化物・塩化物イオンが発生するが、臭素及びヨウ素では燃焼に伴い、ハロゲン化物と分子状の遊離体（Ｂｒ_２、Ｉ_２）を生成する。この遊離体のイオン化には還元剤の存在が必要である。

また、硫黄は、燃焼・吸収に伴い、硫酸・亜硫酸イオンを生成し。酸化剤の存在が必要である。これに対し酸化剤として例えば過酸化水素を、還元剤として例えば抱水ヒドラジンを吸収液に併せて添加することにより、酸化・還元反応に対し同時に分析できるようになった。図７〜図９に各種分析対象についての分析結果を示す。

本発明の一実施の形態に係るセラミック燃焼管を用いた場合の分析装置の要部を示す説明図である。本発明の一実施の形態に係る石英燃焼管を用いた場合の分析装置の要部を示す説明図である。本発明の一実施の形態に係る分析装置を示す概念図である。本発明の一実施の形態に係る分析装置における固定炉の温度推移を示す図表である。本発明の一実施の形態に係る分析装置において標準試料の分析結果を示す図表である。本発明の一実施の形態に係る分析装置における無機化合物の試料を燃焼させる場合を示す説明図である。本発明の一実施の形態に係る分析装置により廃電気電子機器材料を分析した結果を示す図表である。本発明の一実施の形態に係る分析装置により廃電気電子機器材料を分析した結果を示すグラフである。本発明の一実施の形態に係る分析装置によりはんだフレックスを分析した結果を示すグラフを示す図表である。

符号の説明

１０…ハロゲン及び硫黄の分析装置
２０…試料燃焼装置
２１…移動炉
２５…固定炉
３０…石英燃焼管
３１…太管部
３５…細管部
４０…セラミック燃焼管
４１…主管部
４５…石英製アダプタ
４６…嵌合部
４７…細径部
５０…吸収装置
５１…燃焼ガス吸収管
５５…中継部

Claims

燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置であって、
前記試料燃焼装置は、有機化合物の試料のための石英燃焼管と無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管とを備えていることを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。
燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置であって、
前記試料燃焼装置は、試料を予備燃焼する移動炉と試料を本燃焼させる固定炉と、無機化合物の試料のためのセラミック燃焼管と有機化合物の試料のための石英燃焼管とを備え、
前記石英燃焼管は前記移動炉及び固定炉で加熱される太管部と、燃焼ガス吸収管に接続する細管部とが一体に形成されて成り、前記セラミック燃焼管は前記移動炉及び固定炉で加熱される主管部を、石英製アダプタで燃焼ガス吸収管に接続するよう構成されていることを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。
セラミック燃焼管で無機化合物の試料を加熱可能なよう、固定炉では、シリコニット発熱体を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。
無機化合物の試料では、移動炉で混在する有機物及び塩として存在するハロゲンを放出させてから、固定炉で加熱するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。
燃焼管内で４種ハロゲン（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）及び硫黄を含む有機・無機化合物の試料を燃焼分解して、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置を備えたハロゲン及び硫黄の分析装置であって、
石英燃焼管内では有機化合物を対象として、セラミック燃焼管では無機化合物を対象として４種ハロゲン、及び硫黄を含む有機化合物の試料を燃焼分解し、ハロゲン化物、及び硫黄酸化物を生成する試料燃焼装置と、前記試料燃焼装置で生成したハロゲン化物、及び硫黄酸化物を吸収液に通じて溶解し、ハロゲン化物及び硫酸イオンを生成する吸収装置と、を備えたことを特徴とする有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。
吸収液に、酸化剤と還元剤とを併せて添加したことを特徴とする請求項５に記載の有機・無機化合物中のハロゲン及び硫黄の分析装置。