專利名稱：同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的離子色譜法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及染料中多種微量金屬離子的分析方法，具體地說(shuō)涉及利用離子色譜分 析染料中微量金屬離子的方法。
背景技術(shù)：
隨著印染技術(shù)的發(fā)展，尤其是出現(xiàn)的噴墨印染，對(duì)染料中離子含量(Na+、K+、Ca2+、 Mg2+等)提出了更高的控制要求，迫切需要建立一種簡(jiǎn)便易操作、成本低廉而又高效的測(cè)試 方法。GB20814— 2006《染料產(chǎn)品中10種重金屬元素的限量及測(cè)定》中提供了一種測(cè)試染 料產(chǎn)品中重金屬離子等方法，將染料通過(guò)前處理后，再利用原子吸收光譜來(lái)測(cè)定金屬離子 的含量。但是原子吸收光譜法不能方便地同時(shí)測(cè)定多種金屬離子，并且儀器比較昂貴，測(cè)試 條件要求高，分析成本較高。中國(guó)專利局公開(kāi)了一種在水體中原位取樣、分離、富集、測(cè)量重金屬離子的方法， 授權(quán)公告號(hào)是CN101021515B，該方法采用原子吸收光譜法測(cè)定金屬的濃度，并計(jì)算放置時(shí) 間內(nèi)水體中金屬的平均濃度。該方法雖然可以測(cè)量多種金屬離子，但是不能同時(shí)測(cè)定多種
金屬罔子。

發(fā)明內(nèi)容
目前，染料產(chǎn)品中利用原子吸收光譜來(lái)測(cè)定金屬離子的含量，但是原子吸收光譜 法不能方便地同時(shí)測(cè)定多種金屬離子，并且儀器比較昂貴，測(cè)試條件要求高，分析成本較 高，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的 離子色譜法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的離子色譜法，按 以下步驟進(jìn)行
(1)稱取干品染料試樣S，加入混酸溶液Al，在加熱下將樣品消解，冷卻后再加入氧化 劑01，再緩慢加熱將樣品氧化，完全變成水和二氧化碳，待冷卻后將殘?jiān)芙馀渲瞥稍嚇覵 溶液；
(2)配制空白溶液，在處理試樣的同時(shí)，做空白試驗(yàn)，即在處理時(shí)不加試樣，其余均與步 驟(1) 一致；
(3)配制與待測(cè)離子種數(shù)相對(duì)應(yīng)的已知濃度的金屬離子標(biāo)樣溶液；
(4)通過(guò)離子色譜儀，空白溶液被檢測(cè)，以譜圖形式輸出，其中離子色譜儀的淋洗液為 E，再生液為R;
(5)試樣S溶液也經(jīng)同樣的流路被檢測(cè)，輸出譜(6)再依次使用金屬離子標(biāo)樣溶液代替試樣S溶液，重復(fù)上述步驟(2)，得到一系列標(biāo) 樣譜圖，并繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；
(7)將所述試樣S溶液及空白溶液的譜圖與一系列標(biāo)樣譜圖比較，按照離子色譜儀的 工作原理，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算得出所述試樣S溶液及空白溶液中各金屬離子的含量，
3試樣S溶液中各金屬離子的含量分別減去空白溶液各金屬離子的含量，即得到試樣S中各 金屬離子的含量；
所述混酸Al為濃鹽酸和濃硝酸的混合液，其中濃鹽酸與濃硝酸的體積比為1 :3 ； 所述的01為雙氧水，雙氧水濃度30%—50% ；
所述淋洗液E為甲烷磺酸水溶液，甲烷磺酸濃度0 0.1 mol/L ；淋洗液E也可以為水 溶液。所述再生液R為四丁基氫氧化銨水溶液，四丁基氫氧化銨濃度0. 05 0. 5 mol/L。本發(fā)明所述同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的方法，首先將樣品加混酸Al及 氧化劑01進(jìn)行消解、氧化，除去有機(jī)物，剩余殘?jiān)渲瞥伤芤海ㄟ^(guò)陽(yáng)離子交換柱，利用 各金屬離子與陽(yáng)離子交換柱的不同親和力而形成差速遷移，實(shí)現(xiàn)同時(shí)分析。而離子色譜的工作原理是離子交換平衡，離子色譜中使用的固定相是離子交換樹(shù) 脂。離子交換樹(shù)脂上分布有固定的帶電荷的基團(tuán)和能游動(dòng)的配位離子。當(dāng)樣品加入離子交 換色譜往后，如果用適當(dāng)?shù)娜芤合疵摚瑯悠冯x子即與樹(shù)脂上能游動(dòng)的離子進(jìn)行交換，并且連 續(xù)進(jìn)行可逆交換吸附和解吸，最后達(dá)到吸附平衡。本方法所述同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的分析方法中，使用了混酸Al及 氧化劑01來(lái)消解處理樣品。使用包括淋洗液流路、再生液流路、進(jìn)樣閥和分析檢測(cè)流路，所 述分析檢測(cè)流路由依次串聯(lián)連接的陽(yáng)離子交換柱、抑制器及電導(dǎo)檢測(cè)池組成。在淋洗液E 推動(dòng)下，試樣經(jīng)進(jìn)樣閥，進(jìn)入陽(yáng)離子色譜交換柱，試樣中的金屬離子在陽(yáng)離了交換柱內(nèi)不斷 被吸附、洗脫，使得各組份被分離，進(jìn)入抑制器，在抑制器中，與經(jīng)再生液流路進(jìn)入抑制器的 再生液R發(fā)生反應(yīng)，淋洗液E中的強(qiáng)酸被中和生成水，金屬離子的電導(dǎo)值被增強(qiáng)，試樣最后 進(jìn)入電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)，生成譜圖。作為優(yōu)選，所述淋洗液E的濃度范圍0. 01 0. 03mol/L。作為優(yōu)選，所述再生液R的濃度范圍0. 1 0. 2mol/L。本發(fā)明利用離子色譜來(lái)測(cè)定染料中多種微量的金屬離子，通過(guò)對(duì)染料樣品的消 解、氧化，消除染料對(duì)陽(yáng)離子色譜交換柱的污染，使樣品進(jìn)樣濃度不受影響，使得利用離子 色譜方法來(lái)同時(shí)分析染料中多種微量的金屬離子得以實(shí)現(xiàn)。采用此方法，通過(guò)一次操作就 能獲得染料中多種微量的金屬離子的檢測(cè)結(jié)果，并最大程度的延長(zhǎng)了色譜柱的使用時(shí)間， 操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。實(shí)現(xiàn)了利用一套離子色譜就能分析染料中多種陰離子及多種金 屬陽(yáng)離子，大大的降低了儀器支出成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1.能夠同時(shí)測(cè)定染料中多種微量金屬離子的含量，與原子吸收光譜法相比，簡(jiǎn)便易操 作，分析效率高，成本低廉，易于推廣和普及。2.染料為有色物質(zhì)，易對(duì)分析設(shè)備造成污染，嚴(yán)重影響分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低分 析設(shè)備的使用壽命，通過(guò)本發(fā)明所述方法進(jìn)行樣品處理后，可使樣品進(jìn)樣不受影響，提高分 析精確度，延長(zhǎng)分析設(shè)備的使用壽命。3.本發(fā)明所述的測(cè)試方法靈敏度高，檢出限可達(dá)0.01mg/L。


圖1是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1空白溶液進(jìn)行分析的譜4圖2是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1試樣S溶液進(jìn)行分析的譜圖； 圖3是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣溶液進(jìn)行分析的譜圖； 圖4-1是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣Li+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖4-2是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣Na+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖4-3是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣K+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖4-4是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣Mg2+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖4-5是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣Ca2+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖4-6是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例1標(biāo)樣Ba2+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖5是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2空白溶液進(jìn)行分析的譜圖； 圖6是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2試樣S溶液進(jìn)行分析的譜圖； 圖7是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2標(biāo)樣溶液進(jìn)行分析的譜圖； 圖8-1是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2標(biāo)樣C2+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖8-2是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2標(biāo)樣Mg2+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖8-3是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2標(biāo)樣K+進(jìn)行分析繪制的工作曲線； 圖8-4是采用本發(fā)明所述方法對(duì)實(shí)施例2標(biāo)樣Na+進(jìn)行分析繪制的工作曲線。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述同時(shí)分析染料中微量金屬離子的離子色譜法作進(jìn) 一步說(shuō)明。實(shí)施例1 同時(shí)分析染料中微量鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇的離子色譜法。一、首先準(zhǔn)備工作
ULi+ ,Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+標(biāo)樣的配制 l)Li+標(biāo)樣母液的配制
將分析純的碳酸鋰在105 110°C烘干4中時(shí)，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取烘 干并冷卻后的氯化鈉5. 3227g于250mL燒杯中，加入去離子水溶解(可滴加兩滴鹽酸)，移入 IOOOmL容量瓶中，稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備用。2) Na+標(biāo)樣母液的配制
將分析純的氯化鈉在105 110°C烘干4中時(shí)，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取 烘干并冷卻后的氯化鈉2. 5420g于250mL燒杯中，加入去離子水溶解后移入IOOOmL容量瓶 中，稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備用。3) K+標(biāo)樣母液的配制
將分析純的氯化鉀在105 110°C烘干4中時(shí)，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取 烘干并冷卻后的氯化鉀1. 9067g于250mL燒杯中，加入去離子水溶解后移入IOOOmL容量瓶 中，稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備用。4) Mg2+標(biāo)樣母液的配制
準(zhǔn)確稱取分析純鎂條1. OOOOg于潔凈的250mL燒杯中，緩慢加入分析純的鹽酸10mL，待 其反應(yīng)完全后，移入IOOOmL容量瓶中，加去離子水稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備 用。5) Ca2+標(biāo)樣母液的配制
5將分析純的碳酸鈣在105 110°C烘干4中時(shí)，然后置于干燥器中冷卻至室溫。稱取烘 干并冷卻后的碳酸鈣2. 4972g于250mL燒杯中，緩慢加入分析純的鹽酸5mL，反應(yīng)并冷卻后 移入IOOOmL容量瓶中，加去離子水稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備用。6) Ba2+標(biāo)樣母液的配制
稱取分析純的氯化鋇(BaCl2 · 2H20) 1. 7786g于250mL燒杯中，加入去離子水溶解后移 入IOOOmL容量瓶中，稀釋、定容，配制成濃度1000mg/L母液備用。2、淋洗液的配制
準(zhǔn)確移取分析純的甲烷磺酸2. 6mL，用去離子水稀釋成2L，即配制成20mM甲烷磺酸溶液。3、再生液的配制
準(zhǔn)確量取55%的四丁基氫氧化銨lOOmL，用去離子水稀釋成2. 1L，配制成IOOmM四丁基
氫氧化銨溶液。4、采用 DIONEX 公司 ICS-90 Ion Chromatography System 的離子色譜儀。陽(yáng)離子 交換柱為 DIONEX 公司 Ionpac CS12A 4X250mm。抑制器為 DIONEX 公司 CMMS 300 4mm。電 導(dǎo)檢測(cè)器為 DIONEX 公司 DS 5 DETECTION STABILIZER (MODEL DS 5)。首先進(jìn)行基線測(cè)繪，打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)，在泵的驅(qū)動(dòng)下，淋洗液經(jīng)進(jìn)樣閥、陽(yáng)離子 交換柱、抑制器、電導(dǎo)檢沒(méi)池，最后進(jìn)入再生液瓶中。再生液瓶子為密閉的，由于有淋洗液 流路的液體進(jìn)入再生液瓶中，利用其壓力將再生液通過(guò)其流路進(jìn)入抑制器，在抑制器中將 淋洗液中強(qiáng)酸中和生成水，再生液最后進(jìn)入廢液。通過(guò)抑制器后的淋洗液電導(dǎo)值大大降低， 待儀器穩(wěn)定后，將標(biāo)樣注入進(jìn)樣閥，標(biāo)樣在淋洗液推動(dòng)下進(jìn)入陽(yáng)離子交換柱，通過(guò)各金屬離 子與色譜柱不斷吸附，洗脫，達(dá)到分離，進(jìn)入抑制器，將淋洗液中的強(qiáng)酸中和，并增強(qiáng)各金屬 離子的信號(hào)，之后進(jìn)入電導(dǎo)檢測(cè)器，標(biāo)樣被檢測(cè)，并以譜圖形式由計(jì)算機(jī)輸出，從各金屬離 子測(cè)定結(jié)果得出Li+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0. 10%, Na+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1. 22%，K+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏 差2. 38%，Mg2+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2. 81%，Ca2+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0. 56%，Ba2+的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 0. 84%，均滿足分析要求。二、再按以下步驟進(jìn)行操作 (1)配制試樣S溶液
稱取干品染料S Ig左右，置于IOOmL潔凈的燒杯中，加入IOmL混酸Al，緩慢加熱，直至 黃煙基本消失，樣品呈黑碳狀。待樣品冷卻后再加入30mL雙氧水01，緩慢加熱至試樣完全 消解而得到無(wú)色或微黃色液體，冷卻至室溫。加去離子水溶解稀釋，搖勻備用。(2)配制空白溶液
在IOOmL潔凈的燒杯中，加入IOmL混酸Al，緩慢加熱，直至黃煙消失。冷卻后再加入 30mL雙氧水01，緩慢加熱至干，冷卻至室溫。加去離子水溶解稀釋，搖勻備用，此為空白溶 液。(3)配制一系列已知濃度的Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+標(biāo)樣溶液
分別吸取少量準(zhǔn)備工作中配制好的各金屬離子標(biāo)樣母液，用去離子水稀釋，配制成下 表1系列標(biāo)樣
權(quán)利要求
一種同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的離子色譜法，其特征在于所述的方法包括以下步驟(1)稱取干品染料試樣S，加入混酸溶液A1，在加熱下將樣品消解，冷卻后再加入氧化劑O1，再緩慢加熱將樣品氧化，完全變成水和二氧化碳，待冷卻后將殘?jiān)芙馀渲瞥稍嚇覵溶液；(2)配制空白溶液；(3)配制與待測(cè)離子種數(shù)相對(duì)應(yīng)的已知濃度的金屬離子標(biāo)樣溶液；(4)通過(guò)離子色譜儀，空白溶液被檢測(cè)，以譜圖形式輸出，其中離子色譜儀的淋洗液為E，再生液為R；(5)試樣S溶液也經(jīng)同樣的流路被檢測(cè)，輸出譜圖；(6)再依次使用金屬離子標(biāo)樣溶液代替試樣S溶液，重復(fù)上述步驟(2)，得到一系列標(biāo)樣譜圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；(7)將所述試樣S溶液及空白溶液的譜圖與一系列標(biāo)樣譜圖比較，按照離子色譜儀的工作原理，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算得出所述試樣S溶液及空白溶液中各金屬離子的含量，試樣S溶液中各金屬離子的含量分別減去空白溶液各金屬離子的含量，即得到試樣S中各金屬離子的含量；所述混酸A1為濃鹽酸和濃硝酸的混合液，其中濃鹽酸與濃硝酸的體積比為13；所述的O1為雙氧水，雙氧水濃度30%~50%；所述淋洗液E為甲烷磺酸水溶液，甲烷磺酸濃度0～0.1 mol/L ；所述再生液R為四丁基氫氧化銨水溶液，四丁基氫氧化銨濃度0.05～0.5 mol/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)分析染料中微量金屬離子的離子色譜法，其特征在于 所述淋洗液E的濃度范圍0. 01 0. 03mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)分析染料中微量金屬離子的離子色譜法，其特征在于 所述再生液R的濃度范圍0. 1 0. 2mol/L。
全文摘要
一種同時(shí)分析染料中多種微量金屬離子的離子色譜法，涉及染料中多種微量金屬離子的分析方法，將所述試樣S溶液及空白溶液的譜圖與一系列標(biāo)樣譜圖比較，按照離子色譜儀的工作原理，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算得出所述試樣S溶液及空白溶液中各金屬離子的含量，試樣S溶液中各金屬離子的含量分別減去空白溶液各金屬離子的含量，即得到試樣S中各金屬離子的含量。本發(fā)明簡(jiǎn)便易操作，分析效率高，成本低廉，易于推廣和普及；提高分析精確度，延長(zhǎng)分析設(shè)備的使用壽命；本發(fā)明所述的測(cè)試方法靈敏度高，檢出限可達(dá)0.01mg/L。
文檔編號(hào)G01N30/96GK101949910SQ201010273180
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者付燕珍, 簡(jiǎn)衛(wèi), 陳美芬 申請(qǐng)人:杭州吉華江東化工有限公司