本发明涉及航空燃油水分检测
技术领域：
，具体涉及一种航空燃油微量水含量的检测试纸及其制备方法。
背景技术：
：航空燃料(包括航空汽油和喷气燃料)中常常含有溶解水和游离水，溶解水不会改变燃油外观，游离水通常呈现雾状或浑浊、水珠、水团(层)以及肉眼看不见的超细水滴分散悬浮在燃油中。燃油水分在运输、储存、使用过程的各个环节都会因环境影响发生变化。例如因为运输设备(输油管道、油罐车、油轮)和储油罐清洗后残留水分，或设备密封不严受雨、雪、高湿大气的影响，都将造成油品中水分含量增加。燃油中的溶解水不会直接影响使用安全性，但会因温湿度的变化转化为游离水。游离水对航空动力系统工作的安全性具有重大影响，严重时可能导致机毁人亡的恶性事故。航空燃料中水污染的危害主要表现在以下几个方面：(1)加速航空燃料的氧化速度，尤其是在含有铁、铜等金属微粒时，水的存在使航空燃料加速氧化,产生粘稠状化合物(俗称油泥)，影响燃料理化性能；(2)水会滋生微生物,导致航空燃料进一步污染；如2011年以色列本古里安机场燃油微生物污染，导致该航线的所有飞机都无法在以色列加油；(3)水在低温下会结冰，结冰可能造成输油管路堵塞，从而引发发动机高空停车；如2008年1月英国西斯罗机场波音777飞机，由于航空燃料含水，在高空飞行时燃油管路结冰堵塞，导致飞机在跑道外失速坠地，造成人员受伤；(4)降低喷气燃料粘度，影响抗静电添加剂的效果，在高速运输喷气燃料的过程中，有可能和非金属管道摩擦，产生并聚集自由电荷，容易发生爆炸；(5)大气中的s02等腐蚀性气体容易溶解于水中，腐蚀电气元件。航空燃料在生产、储运和给飞机加注的整个过程中，都需要进行脱水并检测游离水含量。民用航空业的技术标准规定，加入到飞机油箱的燃油游离水含量必须控制在30ppm以内。因此，制备一种操作简便、快速获取结果的测水器具显得尤为重要。目前国际航空运输协会(iata)推荐使用的航空燃料水分检测器都是基于化学反应显色原理，根据显色色度与水分的关系测出水分含量。目前常见的方法分为两类：第一类物质遇水直接显色，如染料结晶紫、荧光黄、金胺0.150、若丹明b500等。第二类水溶性物质在溶解过程中发生化学反应，生成有颜色的物质，如硫酸铜与水反应等。比如，英国shellinternationaltradingco.,美国exxon.,scottmanufacturingco.,gammontechnicalproductsinc.等均有航空染料水分检测器问世，但这些水分检测器价格昂贵、有效期限短、附属元件多、结构复杂，需要专业化操作，在飞行区域使用不方便等局限，并未得到大力推广使用。此外，美国专利3.066.211记载了一种测水分法，它利用荧光物质和油样反应，再通过紫外灯照射，来确定色度，根据色度与水分的关系，测出水分含量。美国gtp公司的aqua-glo测水器即采用了这种类似方法，该方法需采用专有设备进行检测，检测过程复杂，耗时长，不适宜在飞机加油现场快速检测。美国专利3.041.870、英国专利1.208.215均使用水溶性染料进行检测，英国shell测水器也是利用此原理。该测水器采用负压使油料流过水溶染料检测试纸，当水含量高于40ppm时，显色明显；当水含量接近30ppm时，滤纸呈浅绿色。显色的浅绿色和检测试纸本身的黄色颜色相近，在30ppm时色差不明显，容易导致误判。英国shell公司使用的这种检测试纸有效期很短，只有9个月；而且，该检测试纸失效时难以判断，使用中存在风险。因此，还需要开发新型的测水器件，来克服现有技术中存在的缺陷。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种航空燃油微量水含量的检测试纸及其制备方法，提高试纸遇水发生颜色变化的明显程度，且颜色变化的明显程度与水分含量范围在5ppm～50ppm有对应关系，在水含量临界点30ppm时变色明显，显色灵敏，使用方便；并且制备方法简单、成本低廉、储存期长。为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：第一方面，本发明提供了一种航空燃油微量水含量的检测组合物，包括第一组分和第二组分；第一组分选自氰酸盐和/或硫氰酸盐；第二组分包括fe2+、fe3+、cu2+、cu+和co2+中的一种或多种金属离子。本发明基于化学反应显色原理，即利用氰酸盐(cn-)、硫氰酸盐(scn-)和fe2+、fe3+、cu2+、cu+、co2+等遇水反应显色，且不同水含量显色深浅程度不同，从而根据显色色度与水分的关系测出待测样品中的水分含量。在本发明的进一步实施方式中，第一组分和第二组分的摩尔比为(1～10):(10～1)。在本发明的进一步实施方式中，第一组分中，氰酸盐为亚铁氰化盐；亚铁氰化盐选自亚铁氰化钾、亚铁氰化钠、亚铁氰化锶、亚铁氰化铅和亚铁氰化亚铜中的一种或多种。亚铁氰化盐与fe2+、fe3+、cu2+、cu+、co2+发生反应，生成遇水显色的化合物，其颜色随着水浓度的不同，发生逐渐变化。化学反应方程式为：nfe(cn)64-+4mn+→m4[fe(cn)6]n↓；其中：mn+为钴离子时，产生灰绿色沉淀；mn+为铜离子时，产生红褐色沉淀；mn+为铁离子时，产生蓝色沉淀，反应离子方程式如下：3fe(cn)64-+4fe3+→fe4[fe(cn)6]3↓(蓝色)，燃料水含量为30ppm时显示绿色斑点，低于30ppm时为淡黄绿色斑点，高于30ppm时显蓝色斑点，色差明显。在本发明的进一步实施方式中，第二组分选自硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸亚铜、硫酸钴、氯化亚铁、氯化铁、氯化铜、氯化亚铜和氯化钴中的一种或多种。需要说明的是，本发明硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸亚铜、硫酸钴、氯化亚铁、氯化铁、氯化铜、氯化亚铜和氯化钴，均包括相应的水合物，如氯化铁包括六水氯化铁fecl3·6h2o。在本发明的进一步实施方式中，第一组分为亚铁氰化钠；第二组分为氯化铁；第一组分和第二组分的摩尔比为(1～2):(2～1)。需要说明的是，亚铁氰化钠和氯化铁的粒径优选为75μm，用其制备的测水试纸显色时间更短，颜色更明显。第二方面，本发明提供了航空燃油微量水含量的检测组合物的制备方法，包括如下步骤：将第一组分和第二组分混合均匀，得到检测组合物。第三方面，本发明提供了一种航空燃油微量水含量的检测试纸，检测试纸包括白色滤纸和检测组合物；检测组合物均匀涂布在白色滤纸表面。需要说明的是，检测组合物优选涂布在滤纸的一个表面；涂布过程，可以在近乎无水的红外干燥箱中进行检测组合物的涂布，以防止在制备过程中，检测试纸吸收空气中水分而变色。在本发明的进一步实施方式中，检测组合物在白色滤纸表面的涂布量为0.5～5mg/cm2，优选为1.25～2.5mg/cm2。第四方面，本发明提供了航空燃油微量水含量的检测试纸的制备方法，包括如下步骤：s1：将第一组分和第二组分干燥至恒重，然后混合均匀，得到检测组合物；s2：将白色滤纸烘干，然后在烘干后的白色滤纸的表面均匀涂布检测组合物，得到检测试纸；其中，涂布是采用静电粉末喷涂技术涂布。需要说明的是，在制备过程中，白色滤纸和检测组合物均应放在干燥器中存放，备用。为了便于使用，可以采用授权号为cn201392317y(本发明申请人的授权专利)的专利中的航空燃料化学测水检测器件装配本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸，该航空燃料化学测水检测器件结构简单，装配简便、快捷，能直观、快速和方便地运用航空燃油微量水含量的检测试纸进行航空燃料水分检测。为了便于包装保存，可以采用授权公告号为cn201458016u(本发明申请人的授权专利)的专利中的航空燃料化学测水试纸包装容器包装保存本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸。该包装容器具有良好的密封防潮性能，能长期贮存并避免化学测水试纸失效，且取用检测试纸方便。将本申请与cn201392317y和cn201458016u结合，可以制备直接用于测定航空燃油中微量水含量的化学测水器。本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸使用方便，使用时可以采用注射筒或真空抽滤器等方式，让5ml被测油样慢慢通过直径为4～5mm的水分检测试纸，然后比较颜色变化。检测试纸遇水的变色过程为：黄色(0ppm)→淡黄绿色斑点(10ppm)→黄绿色斑点(20ppm)→绿色斑点(30ppm)→蓝色斑点(40ppm)。检测试纸在低游离水含量(小于20ppm，如10ppm)时可以显色，检测试纸变色明显，显色快速灵敏，凭肉眼即可检测，直观、简洁、快速、高效；且检测试纸颜色维持时间长，便于检测。第五方面，本发明提供了检测组合物、检测试纸在检测航空燃油水含量中的应用。本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸遇水的变色过程为：黄色(0ppm)→淡黄绿色斑点(10ppm)→黄绿色斑点(20ppm)→绿色斑点(30ppm)→蓝色斑点(40ppm)，游离水含量30ppm(临界值)时为绿色，40ppm时为蓝色，检测试纸在低游离水含量(小于20ppm，如10ppm)时就可以显色；变色明显，显色快速灵敏，易于判断；且在临界值，绿色稳定，维持超过24小时；(2)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸底色呈淡黄色，遇水显色时变色更明显，易于判断；(3)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸检测时，操作简单，易于检测，无需专业化，不用仪器，使用方便，凭肉眼即可检测，直观、简洁、快速、高效；(4)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸的制作方法简单，生产成本低；(5)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸保存时间长，有效试用期长，可以达到15个月，失效时也容易判断失效。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明图1为本发明实施例一中制备得到的检测试纸测定不同游离水含量的航空燃油的显色图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。实施例一本实施例中，采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o制备检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o分别干燥至恒重，然后以1:1的摩尔比混合均匀，得到检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布检测组合物，涂布量为2mg/cm2，得到检测试纸。效果检测：利用该检测试纸测定不同游离水含量的航空燃油，得到的结果为：黄色(0ppm)，淡黄绿色斑点(10ppm)，黄绿色斑点(20ppm)，绿色斑点(30ppm)，蓝色斑点(40ppm)，深蓝色斑点(50ppm)；具体结果如图1所示。实施例二本实施例中，采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o，以不同的摩尔比混合制备不同组别的检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o分别干燥至恒重，然后分别以10:1，7:1，4:1，1:1，1:4，1:7，1:10的摩尔比混合均匀，得到不同组别的检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布不同组别的检测组合物，涂布量均为2mg/cm2，得到不同组别的检测试纸。效果检测：利用上述制备得到的不同的检测试纸进行储存，测得其储存周期(保质期)，具体结果如下表1所示。表1不同组别的检测试纸的保质期摩尔比n1：n210:17:14:11:11:41:71:10保质期(月)461015131210实施例三本实施例中，采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o，以不同的摩尔比混合制备不同组别的检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o分别干燥至恒重，然后分别以10:1，2:1，1:1.5，1:1，1.5:1，2:1，1:10的摩尔比混合均匀，得到不同组别的检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布不同组别的检测组合物，涂布量均为2mg/cm2，得到不同组别的检测试纸。效果检测：利用上述制备得到的不同的检测试纸检测含30ppm游离水的航空燃油，比较测水显色结果，其中，尤以绿色最为明显，并且稳定，维持时间最长，具体如下表2所示。表2不同组别的检测试纸的变色结果实施例四本实施例中，采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o，制备检测组合物，然后采用不同的涂布量，制备得到不同组别的检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o分别干燥至恒重，然后以1:1的摩尔比混合均匀，得到检测组合物；s2：将6张2cm×2cm的白色滤纸片烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布2mg、4mg、6mg、8mg、10mg、12mg、16mg、20mg的检测组合物，涂布量分别为0.5mg/cm2、1mg/cm2、1.5mg/cm2、2.5mg/cm2、3mg/cm2、4mg/cm2、5mg/cm2，得到不同组别的检测试纸。效果检测：利用上述制备得到的不同的检测试纸检测含30ppm游离水的航空燃油，比较测水显色结果，6张试纸全部呈现绿色，显色明显，变色灵敏，均达到检测要求。实验重复三次，结果同上。当涂布量更大时，显色仍很明显，但试纸成本将增高。当涂布量小于本实施例所列范围时，不易涂布均匀，难于操作。实施例五本实施例中，分别采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)、亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)、亚铁氰化锶、亚铁氰化锂与fecl3·6h2o以1:1的摩尔比混合，制备不同组别的检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠、亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)、亚铁氰化锶、亚铁氰化铅、亚铁氰化亚铜、fecl3·6h2o分别干燥至恒重，然后分别将亚铁氰化钠与fecl3·6h2o、亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)与fecl3·6h2o、亚铁氰化锶与fecl3·6h2o、亚铁氰化锂与fecl3·6h2o以1:1的摩尔比混合均匀，得到不同组别的检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布不同组别的检测组合物，涂布量均为2mg/cm2，得到不同组别的检测试纸。效果检测：(1)利用上述制备得到的不同的检测试纸检测含30ppm游离水的航空燃油，比较测水显色结果，具体如下表3所示。表3不同组别的检测试纸的变色结果亚铁氰化物亚铁氰化钠亚铁氰化钾亚铁氰化锶亚铁氰化锂试纸显色绿色斑点绿色斑点淡绿色斑点淡绿色斑点(2)利用上述制备得到的不同的检测试纸检测含10ppm游离水的航空燃油，比较测水显色结果，具体如下表4所示。表4不同组别的检测试纸的变色结果亚铁氰化物亚铁氰化钠亚铁氰化钾亚铁氰化锶亚铁氰化锂试纸显色淡黄绿色斑点不显色不显色不显色实施例六本实施例中，分别采用亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与硫酸铜(cuso4)、硝酸钴(co(no3)2)、硫酸铁(fe2(so4)3·7h2o)以1:1的摩尔比混合，制备不同组别的检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)、硫酸铜(cuso4)、硝酸钴(co(no3)2)、硫酸铁(fe2(so4)3·7h2o)分别干燥至恒重，然后分别将亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与硫酸铜(cuso4)、亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与硝酸钴(co(no3)2)、亚铁氰化钠(na4[fe(cn)6]·3h2o)与硫酸铁(fe2(so4)3·7h2o)以1:1的摩尔比混合均匀，得到不同组别的检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布不同组别的检测组合物，涂布量均为4mg/cm2，得到不同组别的检测试纸。效果检测：利用上述制备得到的不同的检测试纸检测含30ppm游离水的航空燃油，比较测水显色结果，具体如下表5所示。表5不同组别的检测试纸的变色结果组别cuso4co(no3)2fe2(so4)3·7h2o试纸显色红褐色斑点灰绿色斑点蓝色斑点实施例七本实施例中，分别采用亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)与fe2(so4)3·7h2o以1:1的摩尔比混合，制备得到检测试纸，具体制备方法如下：s1：将亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)与fe2(so4)3·7h2o分别干燥至恒重，然后分别将亚铁氰化钾(k4[fe(cn)6]·3h2o)与fe2(so4)3·7h2o以1:1的摩尔比混合均匀，得到检测组合物；s2：将白色滤纸烘干(在80℃烘箱烘干)，然后在近乎无水的红外干燥箱中，采用静电粉末喷涂技术，分别在烘干后的白色滤纸的一侧表面均匀涂布检测组合物，涂布量均为2mg/cm2，得到检测试纸。效果检测：利用上述制备得到的检测试纸检测含游离水的航空燃油，发现在显色过程中只能显示蓝绿色和蓝黑色，颜色随水含量增加变化不明显，在水含量为30ppm～40ppm的临界点颜色变化不明显，不能有效判断燃油中的水含量范围；在航空燃油中水含量低于25ppm时，试纸不显色，易造成误判；使用fe2(so4)3·7h2o作为原料，性质不稳定，储存中易变质，导致测试试纸失效，存在缺陷。本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸遇水的变色过程为：黄色(0ppm)→淡黄绿色斑点(10ppm)→黄绿色斑点(20ppm)→绿色斑点(30ppm)→蓝色斑点(40ppm)，游离水含量30ppm(临界值)时为绿色，40ppm时为蓝色，检测试纸在更低游离水含量(小于20ppm，如10ppm)时就可以显色；变色明显，显色快速灵敏，易于判断；且在临界值，绿色稳定，维持超过24小时；(2)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸底色呈淡黄色，遇水显色时变色更明显，易于判断；(3)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸检测时，操作简单，易于检测，无需专业化，不用仪器，使用方便，凭肉眼即可检测，直观、简洁、快速、高效；(4)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸制作方法简单，无需特殊专门设备；(5)本发明提供的航空燃油微量水含量的检测试纸保存时间长，有效试用期长，可以达到15个月，失效时也容易判断失效。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。当前第1页12