预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量测试方法与流程

本发明涉及一种预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量测试方法。

背景技术：

蓄电池是1859年由法国人普兰特(plante)发明的，至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后，在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得，使用上有充分的可靠性，适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。铅酸蓄电池是目前世界上应用范围最为广泛，安全性能，可回收性最高的二次能源。

“十一五”期间，我国铅酸蓄电池市场规模迅速扩大，产量平均以每年约20％的速度快速增长，总体规模增长了2倍，由2005年的约7000万多kvah上升至2010年的14416.68万kvah。

2011年，我国铅酸蓄电池行业产销规模均有所扩大，利润及销售利润均大幅上升，行业经营效益较好。2011年我国铅酸蓄电池行业的资产总额为880.91亿元，同比增长39.35％；实现销售收入965.15亿元，同比增长32.40％；实现利润总额57.20亿元，同比增长10.81％。我国现在上是世界上最大铅酸蓄电池生产国。

与此同时，铅酸蓄电池技术经过多年发展，其比能量、循环寿命、高低温适应性等问题已有所突破。目前我国正逐渐缩小与国际领先技术的差距，在部分核心技术方面已达到国际水平，并且越来越多地进入国际市场。

添加剂作为蓄电池中重要的组成部分，在电池中发挥着举足轻重的作用。木素磺酸钠就是其中一种重要的添加剂，木素磺酸钠有很强的分散性，其分子式为rso3na，在水中可电离成rso3—和na⁺，在硫酸中生产na2so4和木素磺酸，具有疏水的有机基团(r+)和亲水的无机基团(so3—)，r基团为复杂的芳基聚醚，其中有羟基(—oh)、羧基(—cooh)、甲氧基(—och3)，在负极板中疏水基团吸附在铅微粒表面，面向电解液产生斥力，阻止铅沉积，避免其表面积缩小。木素磺酸钠对应用性能起主要作用的因素有分子量和磺酸基的多少。木素磺酸盐有三个主要性能，即很强的分散性、粘合性及与蛋白质起化学反应的能力。木素磺酸盐可完全溶于稀硫酸，其溶解度随硫酸浓度升高而降低。

木素磺酸钠在蓄电池中的作用是：优先吸附在海绵状铅上，防止形成半透膜式pbso4；在放电过程中，未达到钝化之前，在铅负极上形成一种粗糙的、较厚的多孔结构的pbso4层，从而改善低温、高速率放电能力。木素磺酸钠最大的作用是能提高电池低温高倍率放电容量，这点是大家公认的，但它又有相应的缺点，木素磺酸钠对负极的充电接受能力有影响。另一方面国产木素磺酸钠存在两个缺点：

(1)工艺难以控制。在合膏过程中未加硫酸时，物料不呈膏状而呈粥状；加入硫酸后逐渐呈现膏状，但视密度过大，用水调又发稀。

(2)国产木素磺酸钠溶解度过大，随着酸浓度的降低和温度的提高溶解度越易增加。木素磺酸钠不适宜在铅蓄电池中使用，它会使铅膏迅速硬化，而不能进行涂填操作。

以前各种添加剂的添加方式只是单纯放在一起在和膏时候通过搅拌达到混合均匀的效果。经过实际测试结果表明这种混合方式不利于添加剂的混合均匀，不利于添加剂的效果发挥。为更好地发挥添加剂作用，提高电池一致性，我们利用木素磺酸钠的分散性和吸附性对其他添加剂预先混合，这种方式称为预混式复合添加剂。此种方式在国外已得到普及，但是国内逐步开始，蓄电池制造企业对预混添加中木素磺酸钠含量(单价最高的产品)一直保持怀疑态度，阻碍这种新技术的推广和发展。

而预混复合添加剂中木素磺酸钠含量测试在国际上尚未有成熟的，精确的测试方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量测试方法，检测方式简单，检测准确，为蓄电池更好的发展提供了准确的计量方式，有效地消除客户对复合添加剂配方组份含量准确性的疑虑。该检测方法能更好地推广预混式复合添加剂在国内的使用，为以后蓄电池中木素磺酸钠的研究工作，提供了可靠的分离及检测方法。

本发明所述的一种预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量测试方法，测定步骤如下：

(一)制备标准溶液，并绘制标准曲线

(二)待测样品的处理

(1)精确称取复合添加剂样品于烧杯中，加入去离子水溶解，抽滤获取滤液；

(2)将步骤(1)中的溶液稀释，摇匀待检测；

(三)待测样品的测试

(1)以去离子水为参比，在室温条件下，在275‐285nm波长下测得待测溶液吸光度；

(2)利用标准溶液建立的工作曲线，计算出待测溶液中木素磺酸钠的含量。

绘制标准曲线过程中，标准溶液的制备步骤如下：

(1)添加剂标准参考样的制备：按照添加剂配方，精确称取添加剂各个组份于烧杯中；

(2)向添加剂标准参考样中准确加入一定量的去离子水，搅拌5‐10分钟，静置0.5小时以上使木素磺酸钠完全溶解；

(3)将步骤(2)中搅拌好的溶液进行抽滤获取滤液；

(4)将步骤(3)中的溶液稀释，配置成为一系列浓度的标准溶液，做好标识，定容，摇匀待检测；

步骤(4)的具体步骤为：将步骤(2)中的溶液稀释，配置成浓度为3.2ug/ml、6.4ug/ml、9.6ug/ml、12.8ug/ml、16.0ug/ml的一系列的标准溶液，做好标识，定容，摇匀待检测；

绘制标准曲线过程中，标准曲线的绘制步骤如下：

绘制标准曲线过程中，标准曲线的绘制是以去离子水为空白参比，室温条件下在275‐285nm波长测得标准溶液吸光度，以吸光度值建立工作曲线。工作曲线的拟合度大于0.999。

待测样品的具体处理步骤：

(1)称取复合添加剂样品于烧杯中，加入去离子水，搅拌5分钟，静置0.5小时后，抽滤获取滤液；

(2)将步骤(1)中的溶液稀释，做好标识，摇匀待检测。

待测溶液中木素磺酸钠的计算公式：

式中：

m1—木素磺酸钠的计算质量，g；

mm—溶解前试样的质量，g。

进一步准确性的验证：

将标准溶液配方中的木素磺酸钠含量进行调整，在硫酸钡和炭黑重量保持不变的条件下进行测试。

测试过程中，分光光度计使用时，将分光光度计开机预热半小时以上。

木素磺酸盐是一种极易溶于水的，结构复杂的高分子化合物，其水溶液在紫外-可见光区200-500nm有较强的吸收，紫外光区275-285nm处存在一处稳定的吸收峰平台。本发明利用木素磺酸盐水溶液吸光度值与其含量二者的线性关系，对木素磺酸钠的含量进行测定。测定结果如图1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量测试方法，检测方式简单，检测准确，为蓄电池更好的发展提供了准确的计量方式。有效地消除客户对复合添加剂配方组份含量准确性的疑虑。该检测方法能更好地推广预混式复合添加剂在国内的使用，为以后蓄电池中木素磺酸钠的研究工作，提供了可靠的分离及检测方法。此外在此基础上可对木素磺酸钠含量，以及其在电池使用中含量变化提供一种跟踪测试的方法。

附图说明

图1木素磺酸钠紫外光区吸收峰扫描曲线；

图2标准工作曲线；

图3检测样的检测吸光度结果；

图4木素磺酸钠含量为7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml时的检测结果图；

图5木素磺酸钠含量为0.1699g待测样平行检测3次后的检测结果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一、仪器

紫外-可见光分光光度计；

循环水式多用真空泵；

砂芯抽滤装置：g3、微孔滤膜

二、测定步骤

1.标准曲线的绘制

2ss01的生产厂家为山东金科力科技有限公司。

(1)添加剂标准参考样的制备：按照添加剂2ss01配方，精确称取添加剂各个组份共1.24g于烧杯中；以2ss01为检测对象；向添加剂标准参考样中准确加入100ml去离子水，使用玻璃棒搅拌约5分钟，静置0.5小时使木素磺酸钠完全溶解；

(2)将步骤(1)中搅拌好的溶液，使用g3砂芯抽滤装置与滤膜进行抽滤获取滤液；

(3)将步骤(2)中的溶液稀释，配置成木素磺酸钠浓度为3.2ug/ml、6.4ug/ml、9.6ug/ml、12.8ug/ml、16.0ug/ml一系列的标准溶液，做好标识，用去离子水定容，摇匀待检测；

(4)紫外分光光度计开机预热半小时以上，以去离子水为空白参比，在室温条件下在280nm波长测得标准溶液吸光度；

(5)根据紫外分光光度计检测值，建立标准工作曲线图2。(拟合度大于0.999)

2.待测样品的处理

(1)使用分析天平称取1.2409g复合添加剂样品于烧杯中，加入100ml去离子水，使用玻璃棒搅拌约5分钟，静置0.5小时后，使用砂芯抽滤装置抽滤瓶，获取滤液；

(2)准确移取步骤(1)中的溶液进行稀释200倍，做好标识，摇匀待检测；

(3)分光光度计开机预热半小时以上，以去离子水为参比，在室温条件下在280nm波长测得待测溶液吸光度，检测样的检测吸光度结果如图3；

(4)利用标准溶液建立的工作曲线，计算出待测溶液中木素磺酸钠的含量x4。计算公式如下：

式中：

m1—木素磺酸钠的计算质量，g；

mm—溶解前试样的质量，g。

3.测定结果

待测样品浓度计算:8.06*10^-6*200*100＝0.1611g。

表1为标准样和待测样(2ss01)的组分、配方含量及其偏差。

表1标准样和待测样(2ss01)的组分、配方含量及其偏差

为进一步提高验证方法的准确性和稳定性，为了使数据更加的准确，做如下进一步验证：

我们将标准样配方中的a木素磺酸钠含量调整为7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml，在硫酸钡和炭黑重量保持不变的条件下进行测试。其测试结果如表2

表2木素磺酸钠含量为7.3876ug/ml、7.8517ug/ml、8.4936ug/ml时的检测结果

选取表2中含木素磺酸钠含量为0.1699g待测样，平行检测3次，结果如下如表3和图5：

表3木素磺酸钠含量为0.1699g待测样平行检测3次后的检测结果

从检测结果来看，标准曲线拟合度较高，木素磺酸钠含量与吸光度呈线性关系，检测结果误差在允许范围之内，检测结果十分准确，该方法完全可以用于检测预混式复合添加剂中木素磺酸钠含量。