本發(fā)明涉及一種預(yù)混式復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量測試方法。

背景技術(shù)：

蓄電池是1859年由法國人普蘭特(plante)發(fā)明的，至今已有一百多年的歷史。鉛酸蓄電池自發(fā)明后，在化學(xué)電源中一直占有絕對優(yōu)勢。這是因為其價格低廉、原材料易于獲得，使用上有充分的可靠性，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點。鉛酸蓄電池是目前世界上應(yīng)用范圍最為廣泛，安全性能，可回收性最高的二次能源。

“十一五”期間，我國鉛酸蓄電池市場規(guī)模迅速擴大，產(chǎn)量平均以每年約20％的速度快速增長，總體規(guī)模增長了2倍，由2005年的約7000萬多kvah上升至2010年的14416.68萬kvah。

2011年，我國鉛酸蓄電池行業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模均有所擴大，利潤及銷售利潤均大幅上升，行業(yè)經(jīng)營效益較好。2011年我國鉛酸蓄電池行業(yè)的資產(chǎn)總額為880.91億元，同比增長39.35％；實現(xiàn)銷售收入965.15億元，同比增長32.40％；實現(xiàn)利潤總額57.20億元，同比增長10.81％。我國現(xiàn)在上是世界上最大鉛酸蓄電池生產(chǎn)國。

與此同時，鉛酸蓄電池技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，其比能量、循環(huán)壽命、高低溫適應(yīng)性等問題已有所突破。目前我國正逐漸縮小與國際領(lǐng)先技術(shù)的差距，在部分核心技術(shù)方面已達到國際水平，并且越來越多地進入國際市場。

添加劑作為蓄電池中重要的組成部分，在電池中發(fā)揮著舉足輕重的作用。木素磺酸鈉就是其中一種重要的添加劑，木素磺酸鈉有很強的分散性，其分子式為rso3na，在水中可電離成rso3—和na⁺，在硫酸中生產(chǎn)na2so4和木素磺酸，具有疏水的有機基團(r+)和親水的無機基團(so3—)，r基團為復(fù)雜的芳基聚醚，其中有羥基(—oh)、羧基(—cooh)、甲氧基(—och3)，在負(fù)極板中疏水基團吸附在鉛微粒表面，面向電解液產(chǎn)生斥力，阻止鉛沉積，避免其表面積縮小。木素磺酸鈉對應(yīng)用性能起主要作用的因素有分子量和磺酸基的多少。木素磺酸鹽有三個主要性能，即很強的分散性、粘合性及與蛋白質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)的能力。木素磺酸鹽可完全溶于稀硫酸，其溶解度隨硫酸濃度升高而降低。

木素磺酸鈉在蓄電池中的作用是：優(yōu)先吸附在海綿狀鉛上，防止形成半透膜式pbso4；在放電過程中，未達到鈍化之前，在鉛負(fù)極上形成一種粗糙的、較厚的多孔結(jié)構(gòu)的pbso4層，從而改善低溫、高速率放電能力。木素磺酸鈉最大的作用是能提高電池低溫高倍率放電容量，這點是大家公認(rèn)的，但它又有相應(yīng)的缺點，木素磺酸鈉對負(fù)極的充電接受能力有影響。另一方面國產(chǎn)木素磺酸鈉存在兩個缺點：

(1)工藝難以控制。在合膏過程中未加硫酸時，物料不呈膏狀而呈粥狀；加入硫酸后逐漸呈現(xiàn)膏狀，但視密度過大，用水調(diào)又發(fā)稀。

(2)國產(chǎn)木素磺酸鈉溶解度過大，隨著酸濃度的降低和溫度的提高溶解度越易增加。木素磺酸鈉不適宜在鉛蓄電池中使用，它會使鉛膏迅速硬化，而不能進行涂填操作。

以前各種添加劑的添加方式只是單純放在一起在和膏時候通過攪拌達到混合均勻的效果。經(jīng)過實際測試結(jié)果表明這種混合方式不利于添加劑的混合均勻，不利于添加劑的效果發(fā)揮。為更好地發(fā)揮添加劑作用，提高電池一致性，我們利用木素磺酸鈉的分散性和吸附性對其他添加劑預(yù)先混合，這種方式稱為預(yù)混式復(fù)合添加劑。此種方式在國外已得到普及，但是國內(nèi)逐步開始，蓄電池制造企業(yè)對預(yù)混添加中木素磺酸鈉含量(單價最高的產(chǎn)品)一直保持懷疑態(tài)度，阻礙這種新技術(shù)的推廣和發(fā)展。

而預(yù)混復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量測試在國際上尚未有成熟的，精確的測試方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)混式復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量測試方法，檢測方式簡單，檢測準(zhǔn)確，為蓄電池更好的發(fā)展提供了準(zhǔn)確的計量方式，有效地消除客戶對復(fù)合添加劑配方組份含量準(zhǔn)確性的疑慮。該檢測方法能更好地推廣預(yù)混式復(fù)合添加劑在國內(nèi)的使用，為以后蓄電池中木素磺酸鈉的研究工作，提供了可靠的分離及檢測方法。

本發(fā)明所述的一種預(yù)混式復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量測試方法，測定步驟如下：

(一)制備標(biāo)準(zhǔn)溶液，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

(二)待測樣品的處理

(1)精確稱取復(fù)合添加劑樣品于燒杯中，加入去離子水溶解，抽濾獲取濾液；

(2)將步驟(1)中的溶液稀釋，搖勻待檢測；

(三)待測樣品的測試

(1)以去離子水為參比，在室溫條件下，在275‐285nm波長下測得待測溶液吸光度；

(2)利用標(biāo)準(zhǔn)溶液建立的工作曲線，計算出待測溶液中木素磺酸鈉的含量。

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線過程中，標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備步驟如下：

(1)添加劑標(biāo)準(zhǔn)參考樣的制備：按照添加劑配方，精確稱取添加劑各個組份于燒杯中；

(2)向添加劑標(biāo)準(zhǔn)參考樣中準(zhǔn)確加入一定量的去離子水，攪拌5‐10分鐘，靜置0.5小時以上使木素磺酸鈉完全溶解；

(3)將步驟(2)中攪拌好的溶液進行抽濾獲取濾液；

(4)將步驟(3)中的溶液稀釋，配置成為一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，做好標(biāo)識，定容，搖勻待檢測；

步驟(4)的具體步驟為：將步驟(2)中的溶液稀釋，配置成濃度為3.2ug/ml、6.4ug/ml、9.6ug/ml、12.8ug/ml、16.0ug/ml的一系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液，做好標(biāo)識，定容，搖勻待檢測；

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線過程中，標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制步驟如下：

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線過程中，標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制是以去離子水為空白參比，室溫條件下在275‐285nm波長測得標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度，以吸光度值建立工作曲線。工作曲線的擬合度大于0.999。

待測樣品的具體處理步驟：

(1)稱取復(fù)合添加劑樣品于燒杯中，加入去離子水，攪拌5分鐘，靜置0.5小時后，抽濾獲取濾液；

(2)將步驟(1)中的溶液稀釋，做好標(biāo)識，搖勻待檢測。

待測溶液中木素磺酸鈉的計算公式：

式中：

m1—木素磺酸鈉的計算質(zhì)量，g；

mm—溶解前試樣的質(zhì)量，g。

進一步準(zhǔn)確性的驗證：

將標(biāo)準(zhǔn)溶液配方中的木素磺酸鈉含量進行調(diào)整，在硫酸鋇和炭黑重量保持不變的條件下進行測試。

測試過程中，分光光度計使用時，將分光光度計開機預(yù)熱半小時以上。

木素磺酸鹽是一種極易溶于水的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物，其水溶液在紫外-可見光區(qū)200-500nm有較強的吸收，紫外光區(qū)275-285nm處存在一處穩(wěn)定的吸收峰平臺。本發(fā)明利用木素磺酸鹽水溶液吸光度值與其含量二者的線性關(guān)系，對木素磺酸鈉的含量進行測定。測定結(jié)果如圖1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明預(yù)混式復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量測試方法，檢測方式簡單，檢測準(zhǔn)確，為蓄電池更好的發(fā)展提供了準(zhǔn)確的計量方式。有效地消除客戶對復(fù)合添加劑配方組份含量準(zhǔn)確性的疑慮。該檢測方法能更好地推廣預(yù)混式復(fù)合添加劑在國內(nèi)的使用，為以后蓄電池中木素磺酸鈉的研究工作，提供了可靠的分離及檢測方法。此外在此基礎(chǔ)上可對木素磺酸鈉含量，以及其在電池使用中含量變化提供一種跟蹤測試的方法。

附圖說明

圖1木素磺酸鈉紫外光區(qū)吸收峰掃描曲線；

圖2標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；

圖3檢測樣的檢測吸光度結(jié)果；

圖4木素磺酸鈉含量為7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml時的檢測結(jié)果圖；

圖5木素磺酸鈉含量為0.1699g待測樣平行檢測3次后的檢測結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

實施例1

一、儀器

紫外-可見光分光光度計；

循環(huán)水式多用真空泵；

砂芯抽濾裝置：g3、微孔濾膜

二、測定步驟

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

2ss01的生產(chǎn)廠家為山東金科力科技有限公司。

(1)添加劑標(biāo)準(zhǔn)參考樣的制備：按照添加劑2ss01配方，精確稱取添加劑各個組份共1.24g于燒杯中；以2ss01為檢測對象；向添加劑標(biāo)準(zhǔn)參考樣中準(zhǔn)確加入100ml去離子水，使用玻璃棒攪拌約5分鐘，靜置0.5小時使木素磺酸鈉完全溶解；

(2)將步驟(1)中攪拌好的溶液，使用g3砂芯抽濾裝置與濾膜進行抽濾獲取濾液；

(3)將步驟(2)中的溶液稀釋，配置成木素磺酸鈉濃度為3.2ug/ml、6.4ug/ml、9.6ug/ml、12.8ug/ml、16.0ug/ml一系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液，做好標(biāo)識，用去離子水定容，搖勻待檢測；

(4)紫外分光光度計開機預(yù)熱半小時以上，以去離子水為空白參比，在室溫條件下在280nm波長測得標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度；

(5)根據(jù)紫外分光光度計檢測值，建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線圖2。(擬合度大于0.999)

2.待測樣品的處理

(1)使用分析天平稱取1.2409g復(fù)合添加劑樣品于燒杯中，加入100ml去離子水，使用玻璃棒攪拌約5分鐘，靜置0.5小時后，使用砂芯抽濾裝置抽濾瓶，獲取濾液；

(2)準(zhǔn)確移取步驟(1)中的溶液進行稀釋200倍，做好標(biāo)識，搖勻待檢測；

(3)分光光度計開機預(yù)熱半小時以上，以去離子水為參比，在室溫條件下在280nm波長測得待測溶液吸光度，檢測樣的檢測吸光度結(jié)果如圖3；

(4)利用標(biāo)準(zhǔn)溶液建立的工作曲線，計算出待測溶液中木素磺酸鈉的含量x4。計算公式如下：

式中：

m1—木素磺酸鈉的計算質(zhì)量，g；

mm—溶解前試樣的質(zhì)量，g。

3.測定結(jié)果

待測樣品濃度計算:8.06*10^-6*200*100＝0.1611g。

表1為標(biāo)準(zhǔn)樣和待測樣(2ss01)的組分、配方含量及其偏差。

表1標(biāo)準(zhǔn)樣和待測樣(2ss01)的組分、配方含量及其偏差

為進一步提高驗證方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，為了使數(shù)據(jù)更加的準(zhǔn)確，做如下進一步驗證：

我們將標(biāo)準(zhǔn)樣配方中的a木素磺酸鈉含量調(diào)整為7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml，在硫酸鋇和炭黑重量保持不變的條件下進行測試。其測試結(jié)果如表2

表2木素磺酸鈉含量為7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml時的檢測結(jié)果

選取表2中含木素磺酸鈉含量為0.1699g待測樣，平行檢測3次，結(jié)果如下如表3和圖5：

表3木素磺酸鈉含量為0.1699g待測樣平行檢測3次后的檢測結(jié)果

從檢測結(jié)果來看，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合度較高，木素磺酸鈉含量與吸光度呈線性關(guān)系，檢測結(jié)果誤差在允許范圍之內(nèi)，檢測結(jié)果十分準(zhǔn)確，該方法完全可以用于檢測預(yù)混式復(fù)合添加劑中木素磺酸鈉含量。