一种五唑钠样品纯度的离子色谱检测方法

1.本发明涉及一种五唑钠样品纯度的离子色谱检测方法，属于化工分析检测技术领域。


背景技术：

2.五唑负离子是2017年合成的一个五元环状全氮物种，其含能离子盐作为新一代含能材料的候选物，具有高生成焓、高能量、绿色环保、低特征信号等特点。因此，五唑化合物的研究受到含能材料和氮化学领域越来越多的关注。五唑钠是芳基五唑被甘氨酸亚铁和间氯过氧苯甲酸体系氧化切断c-n键后获得的直接产物(nature,2017,549,78-81；angew.chem.int.ed.,2018,57,2592-2595)，其他所有五唑基含能材料都要由五唑钠经过复分解反应转化得到(j.mater.chem.a,2019,7,12468-12479)。所以，五唑钠的纯度对于五唑基含能材料的合成和纯度控制至关重要。由于芳基五唑极不稳定，即便在低温条件下也极容易分解为芳基叠氮和氮气，而且五唑环在柱层析以及贮存过程中也会部分分解，导致合成的五唑钠中含有少量叠氮化钠。因此，要想定量分析五唑钠的含量需要排除五唑钠中叠氮化钠的干扰，将五唑钠与叠氮化钠分离。


技术实现要素：

3.本发明针对目前五唑钠纯度的定量分析，借助离子色谱检测技术，提供了一种五唑钠产品的纯度检测方法，该方法能够简便、快速测定各种五唑钠样品纯度，实现了五唑钠样品中五唑阴离子与叠氮阴离子的分离，对于五唑钠合成过程的质量控制有很好的参考价值。
4.本发明是采用以下技术方案实现的：
5.一种五唑钠样品纯度的离子色谱检测方法，具体步骤如下：
6.(1)五唑钠标准样溶液的配制：将五唑钠标准样，用去离子水溶解，定容，配制不同质量浓度的五唑钠标准溶液；
7.(2)叠氮化钠标准溶液的配制：精确称量叠氮化钠纯品，用去离子水溶解，定容，配制不同质量浓度的叠氮化钠标准溶液；
8.(3)五唑钠标准样溶液的测定：将步骤(1)所述溶液用0.45μm的滤膜过滤，设置离子色谱测定条件，进行离子色谱检测，并记录叠氮根与五唑阴离子的峰面积；
9.(4)叠氮化钠标准溶液的测定：将步骤(2)所述溶液用0.45μm的滤膜过滤，离子色谱测定条件与步骤(3)相同，进行离子色谱检测，并记录叠氮根的峰面积；
10.(5)计算五唑钠标准样纯度：根据步骤(3)和步骤(4)的峰面积，得到五唑钠标准溶液的浓度曲线；
11.(6)待测五唑钠样品溶液的配制：精确称取待测五唑钠样品，用去离子水定容后，用0.45μm滤膜过滤，即得样品溶液；
12.(7)待测五唑钠样品溶液的测定：将步骤(6)配制的样品溶液，离子色谱测定条件
与步骤(3)相同，进行离子色谱检测，记录五唑阴离子峰面积；
13.(8)计算待测五唑钠样品纯度：根据步骤(5)五唑钠标准溶液的浓度曲线和步骤(7)的峰面积，得出待测五唑钠样品的浓度。
14.较佳的，步骤(1)中，五唑钠标准样溶液的浓度为15.36mg/l～599.60mg/l。
15.较佳的，步骤(2)中，叠氮化钠纯品的纯度大于95wt％，叠氮化钠标准溶液的浓度为49.18mg/l～422.70mg/l。
16.较佳的，步骤(3)、(4)和(7)中，离子色谱测定条件如下：
17.离子色谱仪：thermo scientific dionex ics-6000dp；
18.色谱分析柱：thermo scientific dionex ionpac as11-hc，规格4mm
×
250mm；
19.色谱保护柱：thermo scientific dionex ionpac ag11-hc，规格4mm
×
50mm；
20.流动相：去离子水；
21.流速：1.0ml/min；
22.检测器：电导检测器；
23.柱温：30℃；
24.进样量：25μl；
25.分析时间：25min。
26.较佳的，步骤(8)中，待测五唑钠样品纯度的计算公式如下：
27.wi＝a/kms28.其中：wi样品中五唑钠的质量分数；a样品中五唑钠的峰面积；k五唑钠标准溶液的浓度曲线的斜率；ms样品质量。
29.与现有技术相比，本发明具有以下优点：依照本发明的检测方法，得到准确的五唑钠样品纯度，能够达到叠氮化钠与五唑钠的完全分离，排除了五唑钠产品中叠氮化钠的干扰，分析方法准确可靠，操作方法简单，对各种五唑钠合成工艺都适用。
附图说明
30.图1为实施例1叠氮化钠离子色谱图。
31.图2为实施例1叠氮化钠标准曲线图。
32.图3为实施例2五唑钠标准样离子色谱图。
33.图4为实施例2五唑钠标准样浓度曲线图。
34.图5为实施例3五唑钠样品离子色谱图。
35.其中，图1、3和5中，1代表叠氮化钠，2代表五唑钠。
具体实施方式
36.下面的实施例可以使本专业技术人员更加全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
37.本发明所述的一种五唑钠固体产品中阴离子的离子色谱检测方法，采用离子色谱法对五唑钠产品进行分析。首先作出叠氮化钠标准曲线，五唑钠标准样作为未知样，根据色谱出峰结果计算得到五唑钠标准样的浓度；其次，作出五唑钠标准溶液的浓度曲线；最后，检测几种不同贮存条件的五唑钠样品纯度。
38.本发明提出离子色谱定量检测方法，采用离子色谱柱，流动相为去离子水，实现了五唑钠固体产品中五唑阴离子与叠氮阴离子的分离，能定量检测五唑钠的含量，对五唑钠的纯度分析有重要作用。
39.实施例1叠氮化钠标准曲线的确定
40.1色谱条件
41.离子色谱仪：thermo scientific dionex ics-6000dp；
42.色谱分析柱：thermo scientific dionex ionpac as11-hc，规格4mm
×
250mm；
43.色谱保护柱：thermo scientific dionex ionpac ag11-hc，规格4mm
×
50mm；
44.流动相：去离子水；
45.流速：1.0ml/min；
46.检测器：电导检测器；
47.柱温：30℃；
48.进样量：25μl；
49.分析时间：25min。
50.2测定方法
51.2.1精密称定叠氮化钠标样，2.459mg，6.359mg，12.103mg，15.820mg，21.135mg，加去离子水溶解并定容至50ml，分别配制成49.18mg/l，127.18mg/l，242.06mg/l，316.40mg/l，422.70mg/l的标准溶液。
52.2.2将配好的叠氮化钠标准溶液用0.45μm的滤膜过滤后进行离子色谱分析，获得色谱图，如图1，所得峰面积见表1。
53.表1叠氮化钠标准曲线数据
[0054][0055][0056]
以峰面积a为纵坐标，浓度c(mg/l)为横坐标，建立叠氮化钠标样浓度与峰面积的工作曲线，如图2所示。从图中可以看出，叠氮化钠标样在浓度为49.18～422.70mg/l范围内与其峰面积成线性关系，线性回归方程为y＝0.04322x，r＝0.99903，其线性良好，完全符合定量要求。
[0057]
实施例2五唑钠标准溶液的浓度曲线的确定
[0058]
1色谱条件
[0059]
离子色谱仪：thermo scientific dionex ics-6000dp；
[0060]
色谱分析柱：thermo scientific dionex ionpac as11-hc，规格4mm
×
250mm；
[0061]
色谱保护柱：thermo scientific dionex ionpac ag11-hc，规格4mm
×
50mm；
[0062]
流动相：去离子水；
[0063]
流速：1.0ml/min；
[0064]
检测器：电导检测器；
[0065]
柱温：30℃；
[0066]
进样量：25μl；
[0067]
分析时间：25min。
[0068]
2五唑钠标准样的制备
[0069]
将agn5(200mg,1.0mmol，稍过量)溶于适量的去离子水中，在避光的条件下缓慢滴入nacl(59.60mg,1.0mmol)水溶液。混合物在25℃下搅拌15min后，离心，过滤除去滤渣。收集的滤液通过旋蒸除去溶剂得到五唑钠标准样的固体粉末。
[0070]
3测定方法
[0071]
3.1精密称定五唑钠标准样(上述方法制备)，0.384mg，2.564mg，4.816mg，11.285mg，14.990mg，加去离子水溶解并定容至25ml，分别配制成15.36mg/l，102.56mg/l，192.64mg/l，451.40mg/l，599.60mg/l的标准溶液。
[0072]
3.2将配好的五唑钠标准样溶液用0.45μm的滤膜过滤后进行离子色谱分析，获得色谱图，如图3。所得叠氮根及五唑阴离子峰面积见表2。
[0073]
表2标准样溶液峰面积数据
[0074][0075][0076]
将叠氮根峰面积带入实例1中线性回归方程，得出五唑钠标准样溶液中叠氮化钠的浓度，进而得出标准样中五唑钠的浓度，见表3。
[0077]
表3五唑钠标准溶液浓度曲线数据
[0078]
序号五唑钠浓度(mg/l)五唑钠峰面积114.16381.0689293.87427.32113176.524813.94384414.201933.10685554.065543.8397
[0079]
以峰面积a为纵坐标，浓度c(mg/l)为横坐标，建立五唑钠标样浓度与峰面积的工作曲线，如图4所示。从图中可以看出，五唑钠标样在浓度为14.1638～554.0655mg/l范围内与其峰面积成线性关系，线性回归方程为y＝0.07936x，r^2＝0.9999，其线性良好，完全符合定量要求。
[0080]
实施例3不同待测五唑钠样品的纯度测定
[0081]
1色谱条件
[0082]
离子色谱仪：thermo scientific dionex ics-6000dp；
[0083]
色谱分析柱：thermo scientific dionex ionpac as11-hc，规格4mm
×
250mm；
[0084]
色谱保护柱：thermo scientific dionex ionpac ag11-hc，规格4mm
×
50mm；
[0085]
流动相：去离子水；
[0086]
流速：1.0ml/min；
[0087]
检测器：电导检测器；
[0088]
柱温：30℃；
[0089]
进样量：25μl；
[0090]
分析时间：25min。
[0091]
2测定方法
[0092]
2.1精确称量4种不同的五唑钠样品，分别为贮存2年的五唑钠(经柱色谱分离)、贮存3个月的五唑钠(经柱色谱分离)、新合成的五唑钠(经柱色谱分离)以及新合成的五唑钠(未经柱色谱分离)，各取0.103mg，0.115mg，0.141mg，0.130mg，加去离子水溶解并定容至5ml，分别配制成20.6mg/l，23.0mg/l，28.2mg/l，26.0mg/l的标准溶液。
[0093]
2.2将配好的五唑钠样品溶液用0.45μm的滤膜过滤后进行离子色谱分析，获得色谱图，如图5。将五唑阴离子峰面积带入实施例2中线性回归方程，得出五唑钠样品溶液中五唑钠的浓度，进而得出样品中五唑钠的纯度，所得五唑阴离子峰面积及纯度见表4。
[0094]
表4五唑钠样品离子色谱数据及纯度
[0095]