氧弹燃烧法在测定钯炭氯含量中的应用及测定方法与流程

1.本发明涉及分析检测技术领域，尤其涉及氧弹燃烧法在测定钯炭氯含量中的应用及测定方法。


背景技术：

2.钯炭是一种催化剂，是把金属钯粉负载到活性炭上制成的，主要作用是对不饱和烃或co的催化氢化。广泛用于石油化工、医药工业、电子工业、香料工业、染料工业和其他精细化工的加氢还原精制过程。近年来随着科学技术和经济的快速发展，各应用领域对钯炭催化剂需求量不断增加。
3.钯炭催化剂是以氯化钯为原料加工制成，因此钯炭中不可避免的会有氯元素的残留。氯元素不仅对钯炭的催化性能具有重要影响，而且对反应装置也具有腐蚀作用。目前钯炭的市场流通量巨大，氯元素含量作为钯炭产品质量的一项重要指标，对产品品质起着至关重要的作用。目前，钯炭中金属杂质元素的测定已经有相关的分析方法，但是钯炭中氯元素的测定方法研究较少。
4.常用测定氯的前处理方法包括使用硫酸蒸馏逸出，需要用到大量硫酸；汞量滴定法和硝酸银滴定法测定氯元素时，均使用指示剂变色作为滴定终点，人为判定的误差较大。
5.因此，如何准确、高效测定钯炭中的氯含量对于钯炭催化剂的广泛应用具有重要作用。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供氧弹燃烧法在测定钯炭氯含量中的应用及测定方法，解决钯炭中氯含量测定方法的缺失，本发明的方法可以准确地测定钯炭的氯含量。
7.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
8.本发明提供了氧弹燃烧法在测定钯炭氯含量中的应用。
9.本发明还提供了氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法，包括以下步骤：
10.(1)将钯炭试料和助燃剂混合后置于样品杯中，在氧弹中加入吸收液，然后将氧弹密封；
11.(2)将氧弹充氧，点火燃烧；
12.(3)燃烧结束后将氧弹超声，然后连接含吸收液的气体吸收装置，排出氧弹中的气体；
13.(4)待气体排出后，打开氧弹，将氧弹中的吸收液和气体吸收装置中的吸收液混合，用水稀释，得到待测液；
14.(5)将待测液过滤后，使用离子色谱仪测定氯含量。
15.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(1)中助燃剂为甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇；助燃剂与钯炭试料的质量比为0.5～1.5：0.1。
16.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(1)中吸收液与钯
炭试料的体积质量比为10～40ml：0.1g。
17.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(1)和步骤(3)中吸收液独立的为包含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液；碳酸钠的浓度独立的为3～3.5mmol/l；碳酸氢钠的浓度独立的为0.5～1.5mmol/l。
18.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(3)中超声的时间为30～40min。
19.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(5)中过滤为使用聚偏氟乙烯微孔滤膜过滤。
20.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤(5)中使用离子色谱仪测定氯含量的方法为：
21.a.配制系列标准溶液：将氯标准溶液稀释得到氯的系列标准溶液；
22.b.标准工作曲线的绘制：用离子色谱仪对氯的系列标准溶液进行定量分析，得到标准工作曲线；
23.c.样品检测：在与步骤b相同定量分析条件下，测量待测液及空白溶液中氯元素的峰面积，根据标准工作曲线计算得到氯含量。
24.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤a中氯的系列标准溶液的浓度为0.5mg/l、1mg/l、2mg/l、5mg/l、10mg/l。
25.优选的，在上述氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法中，所述步骤b中，得到标准工作曲线的方法为：定量分析氯的系列标准溶液中氯元素的峰面积，用校准曲线法建立氯元素峰面积与浓度关系的标准工作曲线。
26.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
27.(1)本发明采用氧弹燃烧法实现了样品的快速燃烧，氧弹燃烧法在燃烧时达到的高温(大于1000℃)可以在2min内实现样品内氯元素的完全逸出，与硫酸蒸馏法相比，时间大幅缩短，大大提高了工作效率。
28.(2)本发明用吸收液代替硫酸，获得可直接进行后续ic检测的样品溶液，与硫酸蒸馏法相比，不使用酸，且提高了方法的灵敏度。
29.(3)本发明将氧弹连接气体吸收装置，保证逸出的氯可以被吸收完全。
30.(4)本发明采用ic检测样品中的氯含量，传统的汞量滴定法和硝酸银滴定法测定氯元素时，均使用指示剂变色作为滴定终点，人为判定的误差较大。
31.(5)本发明所述方法简便快捷，准确性和重复性好，适用于钯炭催化剂样品中氯含量的分析测定。
具体实施方式
32.本发明提供了氧弹燃烧法在测定钯炭氯含量中的应用。
33.本发明还提供了氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法，包括以下步骤：
34.(1)将钯炭试料和助燃剂混合后置于样品杯中，在氧弹中加入吸收液，然后将氧弹密封；
35.(2)将氧弹充氧，点火燃烧；
36.(3)燃烧结束后将氧弹超声，然后连接含吸收液的气体吸收装置，排出氧弹中的气
体；
37.(4)待气体排出后，打开氧弹，将氧弹中的吸收液和气体吸收装置中的吸收液混合，用水稀释，得到待测液；
38.(5)将待测液过滤后，使用离子色谱仪测定氯含量。
39.在本发明中，所述步骤(1)中钯炭试料选自浙江微通催化新材料有限公司生产的钯炭。
40.在本发明中，所述步骤(1)的具体方法为：将钯炭试料放入样品杯中，加入助燃剂；打开氧弹，取一根9cm长的点火丝，装好点火丝，使点火丝接触样品，注意不应接触坩埚或氧弹内壁；在氧弹中加入吸收液，拧紧氧弹。
41.在本发明中，所述步骤(1)中助燃剂优选为甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇，进一步优选为甲醇、乙醇或丙三醇，更优选为乙醇；助燃剂与钯炭试料的质量比优选为0.5～1.5：0.1，进一步优选为0.7～1.3：0.1，更优选为0.9：0.1。
42.在本发明中，所述步骤(1)中吸收液与钯炭试料的体积质量比优选为10～40ml：0.1g，进一步优选为15～31ml：0.1g，更优选为22ml：0.1g。
43.在本发明中，所述步骤(1)中吸收液优选为包含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液；碳酸钠的浓度优选为3～3.5mmol/l，进一步优选为3.1～3.3mmol/l，更优选为3.2mmol/l；碳酸氢钠的浓度优选为0.5～1.5mmol/l，进一步优选为0.6～1.1mmol/l，更优选为0.8mmol/l。
44.在本发明中，所述步骤(2)中将氧弹充氧前还包括连续充放氧气2～4次去除氧弹中的空气。
45.在本发明中，所述步骤(2)的具体方法为：将氧弹充氧，当压力表的指针为3～3.5mpa时停止充氧；然后将氧弹放入点火控制器的冷却箱中点火；待燃烧指示灯灭后5～7s，关闭电源，取下氧弹。
46.在本发明中，所述步骤(3)中超声的时间优选为30～40min，进一步优选为32～38min，更优选为35min。
47.在本发明中，所述步骤(3)中吸收液优选为包含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液；碳酸钠的浓度优选为3～3.5mmol/l，进一步优选为3.1～3.4mmol/l，更优选为3.3mmol/l；碳酸氢钠的浓度优选为0.5～1.5mmol/l，进一步优选为0.8～1.4mmol/l，更优选为1.2mmol/l。
48.在本发明中，所述步骤(4)中待测液还包括样品杯、点火丝杆、氧弹盖子内表面和氧弹内壁的洗涤液。
49.在本发明中，所述步骤(4)中用水稀释至100～200ml。
50.在本发明中，所述步骤(5)中过滤优选为使用聚偏氟乙烯微孔滤膜过滤，进一步优选的聚偏氟乙烯微孔滤膜的孔径为0.22μm。
51.在本发明中，所述步骤(5)中使用离子色谱仪测定氯含量的方法为：
52.a.配制系列标准溶液：将氯标准溶液稀释得到氯的系列标准溶液；
53.b.标准工作曲线的绘制：用离子色谱仪对氯的系列标准溶液进行定量分析，得到标准工作曲线；
54.c.样品检测：在与步骤b相同定量分析条件下，测量待测液及空白溶液中氯元素的峰面积，根据标准工作曲线计算得到氯含量。
55.在本发明中，所述步骤a中氯的系列标准溶液的浓度为0.5mg/l、1mg/l、2mg/l、
5mg/l、10mg/l。
56.在本发明中，所述步骤b中，得到标准工作曲线的方法为：定量分析氯的系列标准溶液中氯元素的峰面积，用校准曲线法建立氯元素峰面积与浓度关系的标准工作曲线，标准工作曲线的相关系数应不小于0.9998。
57.在本发明中，所述步骤b中，离子色谱仪的工作参数为：
58.色谱柱：选用阴离子分离柱(4.0mm
×
150mm)和保护柱(4.0mm
×
10mm)；
59.淋洗液：3.2mmol/l碳酸钠和1.0mmol/l碳酸氢钠混合溶液；
60.抑制器：化学抑制器；
61.淋洗液流速：0.7ml/min；
62.进样体积：20μl。
63.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.实施例1
65.本实施例提供氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法，包括以下步骤：
66.(1)称取0.1g钯炭样品a加入容积为200ml的氧弹样品杯中，并加入1g乙醇作为助燃剂；打开氧弹，取一根9cm长的点火丝，装好点火丝，使点火丝接触样品，注意不应接触氧弹内壁；在氧弹内加入25ml 3.2mmol/l碳酸钠和1.0mmol/l碳酸氢钠的混合溶液作为吸收液，拧紧氧弹；
67.(2)连续充放氧气3次去除氧弹内的空气，然后充满氧气，当压力表的指针为3mpa时停止充氧；将氧弹放入点火控制器的冷却箱中点火，待燃烧指示灯灭后5s，关闭电源，取下氧弹；将氧弹整体放入超声波水浴中震荡吸收30min，使钯炭样品a释放的氯元素充分溶解在吸收液中；然后将氧弹连接气体吸收装置(含有25ml 3.2mmol/l碳酸钠和1.0mmol/l碳酸氢钠的混合溶液作为吸收液)，打开排气阀，待气体全部排出后，打开气弹上盖，将氧弹内的吸收液与气体吸收装置中的吸收液混合，转移至容量瓶中，随后将样品杯、点火丝杆、氧弹盖子内表面和氧弹内壁的洗涤液转移至容量瓶中，再用水定容至100ml，得到待测液；
68.(3)配制系列标准溶液：将氯标准溶液稀释得到氯的系列标准溶液，具体浓度为：0.5mg/l、1mg/l、2mg/l、5mg/l、10mg/l；
69.标准工作曲线的绘制：用离子色谱仪对氯的系列标准溶液进行定量分析，得到氯元素的峰面积，以氯元素的浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线；
70.样品检测：将待测液使用0.22μm的聚偏氟乙烯微孔滤膜过滤后，在与上述绘制标准工作曲线相同分析条件下，测量待测液及空白溶液中氯元素的峰面积，根据标准工作曲线计算得到氯含量。
71.离子色谱仪的工作参数为：
72.色谱柱：选用阴离子分离柱(4.0mm
×
150mm)和保护柱(4.0mm
×
10mm)；
73.淋洗液：3.2mmol/l碳酸钠和1.0mmol/l碳酸氢钠混合溶液；
74.抑制器：化学抑制器；
75.淋洗液流速：0.7ml/min；
76.进样体积：20μl。
77.实施例2
78.本实施例提供氧弹燃烧法测定钯炭氯含量的方法，具体参见实施例1，不同之处在于步骤(1)中钯炭样品为钯炭样品b。
79.对比例1
80.本对比例采用硫酸蒸馏法对钯炭样品a和钯炭样品b进行氯含量的测定。
81.对比例2
82.本对比例采用汞量滴定法对钯炭样品a和钯炭样品b进行氯含量的测定。
83.实施例1～2和对比例1～2中测定过程中所用时间、所用试剂量以及所得钯炭样品a和钯炭样品b中的氯含量(其中，％表示测得的氯元素浓度和待测液体积的乘积与样品质量的百分比)的测试结果如表1所示。
84.表1测试结果数据
[0085][0086]
对实施例1～2的测试方法的稳定性进行检测，具体为：分别取5份钯炭样品a和5份钯炭样品b，每份质量均为0.1g；分别根据实施例1和实施例2的方法进行5次测定，结果如表2所示。
[0087]
表2测试方法稳定性检测结果
[0088][0089]
由表1～2可知，本发明所述检测方法对钯炭中氯含量的测定更加精确，且本发明
所述检测方法更稳定，多次检测后仍能保证检测的准确性。与硫酸蒸馏法相比，极大地降低了酸的消耗，缩短了处理时间，并提高了方法的灵敏度。与汞量滴定法相比，无需严格的调节ph，避免了指示剂变色作为滴定终点人为判定误差较大的问题。
[0090]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。