有機(jī)相中微量水和痕量水在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)相中水檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)相中微量水和痕量水在線(xiàn)檢 測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水是目前有機(jī)相中的主要雜質(zhì)。水在有機(jī)相中的存在會(huì)影響有機(jī)相的物理、化學(xué) 性質(zhì)，如降低粘度，增加導(dǎo)電性，縮小電化學(xué)窗口等。水在有機(jī)相中的濃度不僅與溶劑性質(zhì) 有關(guān)，而且依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)環(huán)境的變化。
[0003] 目前，大部分有機(jī)相中水含量的測(cè)定是通過(guò)卡爾費(fèi)舍滴定法實(shí)現(xiàn)的。然而，利用該 方法檢測(cè)酯化反應(yīng)條件下的含水量，結(jié)果是不可靠的，這是由于反應(yīng)過(guò)程中所生成的水會(huì) 帶來(lái)系統(tǒng)誤差。
[0004] 此外，利用紅外光譜也可檢測(cè)有機(jī)相中的水含量，這種方法靈敏度不高且儀器昂 貴。迄今為止，有機(jī)相中的水含量也尚未實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)測(cè)定。非原位檢測(cè)容易造成各種誤差，例 如樣品處理過(guò)程中水分的吸附，外加試劑的干擾以及系統(tǒng)的密封性等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種有機(jī)相中微量水和痕量水在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng) 及方法，可以簡(jiǎn)單方便地檢測(cè)出有機(jī)相中水含量。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明提供了一種有機(jī)相中微量水和痕量水在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè) 有機(jī)相溶液中的水含量，包括第一實(shí)驗(yàn)裝置和水含量測(cè)量裝置；
[0008] 所述第一實(shí)驗(yàn)裝置，用于為微分脈沖陰極溶出伏安法提供實(shí)驗(yàn)體系；所述實(shí)驗(yàn)體 系為二電極體系，其中工作電極為金超微電極；
[0009] 在所述金超微電極被施加正電壓時(shí)，有機(jī)相溶液中的殘留水將金超微電極的表面 氧化形成金氧化物薄膜；
[0010] 在所述金超微電極被施加負(fù)電壓時(shí)，所述金氧化物薄膜被還原為金，溶出過(guò)程的 峰電流大小與有機(jī)相中的水含量呈正相關(guān)的關(guān)系；
[0011] 所述水含量測(cè)量裝置，用于根據(jù)金氧化物薄膜被還原為金的溶出過(guò)程峰電流大小 與有機(jī)相中的水含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)量所述有機(jī)相溶液中的水含量大小。
[0012] 進(jìn)一步地，所述金超微電極為根據(jù)下述制備過(guò)程制備得到電極：
[0013] 將玻璃毛細(xì)管在水虎魚(yú)酸溶液中浸泡后依次在二次水和丙酮中超聲烘干，截成預(yù) 設(shè)長(zhǎng)度的玻璃毛細(xì)管；
[0014] 將預(yù)設(shè)直徑大小的金絲插入玻璃毛細(xì)管的一端，并留出一截在玻璃毛細(xì)管外端， 將這一端在酒精噴燈上加熱，使尖端管壁熔融，將金絲固定在玻璃毛細(xì)管內(nèi)；
[0015] 將玻璃毛細(xì)管放到預(yù)設(shè)的熔封裝置上，固定有金絲的一端豎直插入電熱絲線(xiàn)圈內(nèi) 中間位置，玻璃毛細(xì)管另一端接真空栗，抽真空然后開(kāi)始逐步加熱，使玻璃毛細(xì)管熔融將金 絲封裝起來(lái)，其中金絲最上面留出一截用于連接銅導(dǎo)線(xiàn)；
[0016] 用注射器從開(kāi)口端向玻璃毛細(xì)管內(nèi)灌注導(dǎo)電銀膠，然后插入一根銅絲并進(jìn)行烘 烤，最后用黏合劑封住開(kāi)口端，利用砂紙和/或拋光粉打磨，得到金超微電極。
[0017] 進(jìn)一步地，所述金超微電極的直徑為15 μ m。
[0018] 進(jìn)一步地，所述實(shí)驗(yàn)體系的參比電極為Ag/AgTPB。
[0019] 第二方面，本發(fā)明還提供了一種有機(jī)相中微量水和痕量水的在線(xiàn)檢測(cè)方法，包 括：
[0020] 將預(yù)先制備的金超微電極作為工作電極，采用微分脈沖陰極溶出伏安法對(duì)預(yù)先制 備的有機(jī)相溶液中的水含量進(jìn)行測(cè)定。
[0021] 進(jìn)一步地，所述金超微電極的制備過(guò)程包括：
[0022] 將玻璃毛細(xì)管在水虎魚(yú)酸溶液中浸泡后依次在二次水和丙酮中超聲烘干，截成 預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的玻璃毛細(xì)管；
[0023] 將預(yù)設(shè)直徑大小的金絲插入玻璃毛細(xì)管的一端，并留出一截在玻璃毛細(xì)管外端， 將這一端在酒精噴燈上加熱，使尖端管壁熔融，將金絲固定在玻璃毛細(xì)管內(nèi)；
[0024] 將玻璃毛細(xì)管放到預(yù)設(shè)的熔封裝置上，固定有金絲的一端豎直插入電熱絲線(xiàn)圈內(nèi) 中間位置，玻璃毛細(xì)管另一端接真空栗，抽真空然后開(kāi)始逐步加熱，使玻璃毛細(xì)管熔融將金 絲封裝起來(lái)，其中金絲最上面留出一截用于連接銅導(dǎo)線(xiàn)；
[0025] 用注射器從開(kāi)口端向玻璃毛細(xì)管內(nèi)灌注導(dǎo)電銀膠，然后插入一根銅絲并進(jìn)行烘 烤，最后用黏合劑封住開(kāi)口端，利用砂紙和/或拋光粉打磨，得到金超微電極。
[0026] 進(jìn)一步地，將預(yù)先制備的金超微電極作為工作電極，采用微分脈沖陰極溶出伏安 法對(duì)預(yù)先制備的有機(jī)相溶液中的水含量進(jìn)行測(cè)定包括：
[0027] 施加正電壓，有機(jī)相溶液中的殘留水將金超微電極的表面氧化形成金氧化物薄 膜；
[0028] 施加負(fù)電壓，所述金氧化物薄膜被還原為金，溶出過(guò)程的峰電流大小與有機(jī)相中 的水含量呈正相關(guān)的關(guān)系，且隨著水含量的增加溶出峰會(huì)發(fā)生偏移；
[0029] 根據(jù)溶出過(guò)程峰電流大小與有機(jī)相中的水含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到所述有機(jī)相溶液 中的水含量大小。
[0030] 進(jìn)一步地，所述微分脈沖陰極溶出伏安法的實(shí)驗(yàn)體系為二電極體系，其中工作電 極為金超微電極，參比電極為Ag/AgTPB。
[0031] 進(jìn)一步地，在每次測(cè)定后對(duì)所述金超微電極進(jìn)行打磨。
[0032] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)相溶液的制備過(guò)程包括：
[0033] 以N，N-二甲基甲酰胺DMF或1，2-二氯乙烷DCE為模型有機(jī)相，在有機(jī)相溶劑中加 入濃度為10 μ M四苯砷四苯硼TPAsTPB作為支持電解質(zhì)，經(jīng)過(guò)4/\分子篩干燥后，利用1 μ L 和5 μ L進(jìn)樣器將三次水加入到有機(jī)相溶劑中，搖勻，以制備DMF有機(jī)相溶液或DCE有機(jī)相 溶液。
[0034] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明利用微分脈沖陰極溶出伏安法（CDPSV)對(duì)水含量進(jìn) 行定量分析。當(dāng)施加正電壓后，有機(jī)溶液中的殘留水將金超微電極的表面氧化形成金氧化 物薄膜；隨后施加負(fù)電壓，金氧化物將會(huì)被還原為金。溶出過(guò)程的峰電流大小與有機(jī)相中的 水含量多少是呈正相關(guān)的關(guān)系，且隨著水含量的增加溶出峰會(huì)發(fā)生偏移，根據(jù)溶出過(guò)程峰 電流大小與有機(jī)相中的水含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以測(cè)得所述有機(jī)相溶液中的水含量大小。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的在線(xiàn)檢測(cè)方法具有簡(jiǎn)便、靈敏度高、檢測(cè)限低、應(yīng)用范圍廣等 優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的有機(jī)相中微量水和痕量水在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0037] 圖2是用電熱線(xiàn)圈熔融玻璃毛細(xì)管來(lái)封裝制備金超微電極的裝置示意圖；
[0038] 圖3是金超微電極打磨前（上）和打磨后（下）的電極外形示意圖；
[0039] 圖4是步驟101的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程流程圖；
[0040] 圖5A和圖5B是在金超微電極上測(cè)定DMF有機(jī)相溶液中水含量的微分脈沖陰極 溶出伏安圖和利用標(biāo)準(zhǔn)加入水法測(cè)量干燥后的DCE有機(jī)相溶液水含量，其中脈沖幅度： 0. 025V ;脈沖頻率：15Hz ;沉積時(shí)間：120s ;
[0041] 圖6A和圖6B是在金超微電極上測(cè)定DCE有機(jī)相溶液中水含量的微分脈沖陰 極溶出伏安圖和利用標(biāo)準(zhǔn)加入水法測(cè)量干燥后的DCE有機(jī)相溶液水含量，其中脈沖幅度： 0. 025V ;脈沖頻率：15Hz ;沉積時(shí)間：120s。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043] 實(shí)施例一
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種有機(jī)相中微量