专利名称：三价钴的含量的测量方法和三价镍的含量的测量方法
三价钴的含量的测量方法和三价镍的含量的测量方法
技术领域：
本发明涉及镍氢电池领域，尤其涉及一种球镍中三价钴的含量的测量方法和一种球镍中三价镍的含量的测量方法。
背景技术：
随着镍氢电池的技术发展镍氢电池用的正极材料(球镍)也得到了长足的发展。 为了使镍氢电池获得更加优良的性能，通常需要对球镍进行包覆处理和预氧化处理。包覆处理指的是在球镍的表面包覆一层CoOOH (羟基氧化钴)，预氧化处理指的是采用化学氧化的方式将球镍(Ni(OH)2)部分氧化成NiOOH (羟基氧化镍)。经过包覆处理和预氧化处理后的球镍能够获得更加优良的性能。经过包覆处理和预氧化处理的球镍分别含有三价的镍、 钴，因此球镍中三价镍、钴的含量的准确的测定对于判定球镍的包覆处理和预氧化处理的效果的好坏有非常重要的意义。传统的测量球镍中的三价钴、三价镍方法是经典的碘量法，即利用碘化钾还原球镍中的三价钴、镍，然后再用Na2S2O3滴定消耗的碘化钾的量。然而，这种方法只能测定三价钴和三价镍的总含量，并不能够单独测出三价钴的含量。
发明内容基于此，有必要提供一种能够单独测出球镍中三价钴的含量的三价钴的含量的测
量方法。此外，还有必要提供一种能够单独测出球镍中三价镍的含量的三价镍的含量的测
量方法。一种三价钴的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价钴的含量，包括如下步骤步骤一、称取球镍样品，将球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述邻苯二甲酸氢盐溶液中的二价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴的含量；步骤二、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述稀硫酸中的二价钴和三价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；步骤三、用步骤二中得到的二价钴和三价钴的总含量减去步骤一中得到的二价钴的含量，得到单位质量的球镍样品中的三价钴的含量。优选的，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L。优选的，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。优选的，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的pH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到2. 5 5。优选的，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的pH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到4。一种三价镍的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价镍的含量，包括如下步骤步骤一、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述邻苯二甲酸氢盐溶液中的二价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴的含量；步骤二、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述稀硫酸中的二价钴和三价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；步骤三、用步骤二中得到的单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量减去步骤一中得到的单位质量球镍样品中的二价钴的含量，得到单位质量球镍样品中的三价钴的含量；步骤四、通过碘量法测量并计算，得到单位质量的球镍样品中三价钴和三价镍的总含量；步骤五、用步骤四得到的单位质量球镍样品中三价钴和三价镍的总含量减去步骤三得到的单位质量球镍样品中的三价钴的含量，得到单位质量的球镍样品中的三价镍的含量。优选的，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L。优选的，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。优选的，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的pH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到2. 5 5。优选的，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的pH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到4。这种三价钴的测量方法通过将球镍加入到邻苯二甲酸氢盐溶液中，由于球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐的溶液，通过原子吸收法测得二价钴的含量，得到单位质量的球镍样品中的二价钴的含量；再称取球镍样品， 将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测量二价钴和三价钴的总含量， 计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；最后计算得到单位质量球镍样品中三价钴的含量。这种三价钴的测量方法可以单独测出球镍中三价钴的含量。
图1为一实施方式的三价钴的含量的测量方法的流程图；图2为一实施方式的三价镍的含量的测量方法的流程图。
具体实施方式下面结合附图和具体实施例对球镍中三价钴的含量的测量方法三价镍的含量的测量方法做进一步的描述。如图1所示的一实施方式的三价钴的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价钴的含量，包括如下步骤
Sl 10、测量球镍中二价钴的含量。称取邻苯二甲酸氢盐配制浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L的邻苯二甲酸氢盐溶液，用氢氧化钠或氢氧化钾调节邻苯二甲酸氢盐溶液的pH为2. 5 5。称取球镍样品，加入到过量的上述邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤。由于所述球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐溶液。可以通过原子吸收法测得二价钴的含量，与所述球镍样品质量相比，从而计算得到单位质量的球镍中的二价钴的含量，记为H(Co2+)。在优选的实施例中，将球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，震荡后静置至少1. 5h，使得球镍样品充分溶解。在优选的实施例中，配制好邻苯二甲酸氢盐溶液后，用氢氧化钠或氢氧化钾调节邻苯二甲酸氢盐溶液的PH为4。邻苯二甲酸氢盐可以为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。本实施方式中，选择邻苯二甲酸氢钠，此时用氢氧化钠调节PH。配制邻苯二甲酸氢钠溶液的步骤可以具体为称取邻苯二甲酸氢钠IOg溶于200mL纯水中，再称取氢氧化钠0. 008g溶于上述溶液，然后转移至IOOOmL容量瓶，稀释定容至刻度线，摇勻后用pH计测定溶液pH值并记录。在具体测量球镍中二价钴含量时，可以称取三份球镍样品，每份0. 200g,分别加入到IOOmL配制的邻苯二甲酸氢钠溶液中，充分溶解后过滤，并用配制的邻苯二甲酸氢盐溶液洗涤滤渣，收集滤液和洗涤液于250mL容量瓶中定容，最后用原子吸收法测的二价钴含量，与球镍样品质量相比，最后取平均值，从而得到单位质量球镍中的二价钴的含量。本实施方式中，原子吸收法测量二价钴的含量采用仪器为原子吸收法分光光度计(日本日立Z-2000)。S120、测量球镍中二价钴和三价钴的总含量。称取球镍样品，将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测得二价钴和三价钴的总含量，与球镍样品的质量相比，计算得到单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量，记为n(C02++C03+)。稀硫酸浓度选择范围较大，以能溶解球内样品中的二价钴和三价钴为准。在具体的实施例中，稀硫酸浓度可以为lmol/L。本实施方式中，原子吸收法测量二价钴和三价钴的总含量采用仪器为原子吸收法分光光度计(日本日立Z-2000)。S130、计算得到三价钴的含量。单位质量球镍样品中的三价钴的含量记为Ii(Co2+)。η (Co2+) = η (Co2++Co3+) _n (Co2+)。这种三价钴的测量方法通过将球镍加入到邻苯二甲酸氢盐溶液中，球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐溶液，通过原子吸收法测量后计算得到单位质量球镍样品中的二价钴的含量；再称取球镍样品，将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测量后计算得到单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；最后计算得到单位质量球镍样品中的三价钴的含量。这种三价钴的测量方法可以单独测出球镍中三价钴的含量。
如图2所示的一实施方式的三价镍的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价镍的含量，包括如下步骤S210、测量球镍中二价钴的含量。称取邻苯二甲酸氢盐配制浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L的邻苯二甲酸氢盐溶液，用氢氧化钠调节邻苯二甲酸氢盐溶液的pH为2. 5 5。称取球镍样品，加入到过量的上述邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤。由于所述球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐溶液。可以通过原子吸收法测得二价钴的含量，与所述球镍样品质量相比，从而计算得到单位质量的球镍中的二价钴的含量，记为H(Co2+)。在优选的实施例中，将球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，震荡后静置至少池，使得球镍样品充分溶解。在优选的实施例中，配制好邻苯二甲酸氢盐溶液后，用氢氧化钠或氢氧化钾调节邻苯二甲酸氢盐溶液的PH为4。邻苯二甲酸氢盐可以为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。本实施方式中，选择邻苯二甲酸氢钠，此时用氢氧化钠调节PH。配制邻苯二甲酸氢钠溶液的步骤可以具体为称取邻苯二甲酸氢钠IOg溶于200mL纯水中，再称取氢氧化钠0. 008g溶于上述溶液，然后转移至IOOOmL容量瓶，稀释定容至刻度线，摇勻后用pH计测定溶液pH值并记录。在具体测量球镍中二价钴含量时，可以称取三份球镍样品，每份0. 200g,分别加入到IOOmL配制的邻苯二甲酸氢钠溶液中，充分溶解后过滤，并用配制的邻苯二甲酸氢盐溶液洗涤滤渣，收集滤液和洗涤液于250mL容量瓶中定容，最后用原子吸收法测的二价钴含量，与球镍样品质量相比，最后取平均值，从而得到单位质量球镍中的二价钴的含量。本实施方式中，原子吸收法测量二价钴的含量采用仪器为原子吸收法分光光度计(日本日立Z-2000)。S220、测量球镍中二价钴和三价钴的总含量。称取球镍样品，将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测得二价钴和三价钴的总含量，与球镍样品的质量相比，计算得到单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量，记为n(C02++C03+)。稀硫酸浓度选择范围较大，以能溶解球内样品中的二价钴和三价钴为准。在具体的实施例中，稀硫酸浓度可以为lmol/L。本实施方式中，原子吸收法测量二价钴和三价钴的总含量采用仪器为原子吸收法分光光度计(日本日立Z-2000)。S230、计算得到三价钴的含量。单位质量球镍样品中的三价钴的含量记为Ii(Co2+)。η (Co2+) = η (Co2++Co3+) _n (Co2+)。S240,测量球镍中三价钴和三价镍的总含量。首先，配制淀粉溶液和浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L的硫代硫酸钠(Naj2O3)溶液。淀粉溶液浓度可以任意选择。本实施方式中，可以选择将Ig淀粉加入到IOOmL热水中得到淀粉溶液。硫代硫酸钠溶液浓度范围较大，只要能够满足滴定要求即可，以0. 01mol/L 0. 3mol/L较佳。本实施方式中，采用五水硫代硫酸钠(Na2S2O3^H2O)配制硫代硫酸钠溶液。 为了得到硫代硫酸钠溶液中的更为精确的硫代硫酸钠的浓度，可以对硫代硫酸钠溶液进行标定。标定的具体过程可以为配制4g/L的重铬酸钾标准溶液，lmol/L的硫酸溶液。移取IOmL重铬酸钾标准溶液于200mL碘量瓶中，依次加入2g碘化钾，30mL的lmol/L的硫酸溶液，摇勻后静置5min， 补加50mL H2O,用硫代硫酸钠溶液进行滴定，滴定至溶液为淡黄色(近终点)时，滴加1.5mL 淀粉溶液，滴定至溶液由蓝色变为亮绿色即为终点，记录消耗的硫代硫酸钠溶液的体积，记为V。同时做空白实验对照，记录消耗的硫代硫酸钠溶液的体积，记为\。反应方程式为K2Cr207+6KI+7H2S04 = 4K2S04+3I2+Cr2 (SO4) 3+7H20 ；I2+2Na2S203 = 2NaI+Ngi2、06。参加反应的重铬酸钾的质量记为m，硫代硫酸钠溶液的浓度记为c，可以得到c = IOOm/ (49. 03V-49. 03V0)。然后，称取球镍样品和碘化钾，通过碘量法测得三价钴和三价镍的总含量。具体操作可以为准确称取质量为M的球镍于200mL碘量瓶中，M可以为0. 2000g，依次加入2g碘化钾，20mL的lmol/L的H2SO4,摇勻后盖上盖子于暗处静置20min，然后转移至250mL容量瓶中定容。取定容完成的溶解好的样品溶液IOOmL于200mL碘量瓶中，用已标定的硫代硫酸钠溶液滴定，当溶液变淡黄色时，加入0. 5mL淀粉溶液，继续滴定至紫色消失为终点，记录所消耗硫代硫酸钠溶液的体积V1。同时做空白实验，记录所消耗硫代硫酸钠溶液的体积V2。单位质量球镍中的三价钴和三价镍的总含量记为η (Co3++Ni3+)。n(Co3++Ni3+) = cX (Y2-Y1)M0S250、计算得到三价镍的含量。单位质量球镍中的三价镍的含量记为Ii(Ni3+)。η (Ni3+) = η (Co3++Ni3+) _n (Co3+)。这种三价镍的测量方法通过将球镍加入到邻苯二甲酸氢盐溶液中，球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐的溶液，通过原子吸收法测量后计算得到单位质量球镍样品中的二价钴的含量；再称取球镍样品，将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测量后计算得到单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；计算得到三价钴的含量；再通过碘量法测得球镍中三价钴和三价镍的总含量，最后计算得到三价镍的含量。这种三价镍的测量方法可以单独测出球镍中三价镍的含量。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种三价钴的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价钴的含量，其特征在于，包括如下步骤步骤一、称取球镍样品，将球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述邻苯二甲酸氢盐溶液中的二价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴的含量；步骤二、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述稀硫酸中的二价钴和三价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；步骤三、用步骤二中得到的二价钴和三价钴的总含量减去步骤一中得到的二价钴的含量，得到单位质量的球镍样品中的三价钴的含量。
2.如权利要求1所述的三价钴的含量的测量方法，其特征在于，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L。
3.如权利要求1所述的三价钴的含量的测量方法，其特征在于，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。
4.如权利要求1所述的三价钴的含量的测量方法，其特征在于，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的PH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到2. 5 5。
5.如权利要求1所述的三价钴的含量的测量方法，其特征在于，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的PH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到4。
6.一种三价镍的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价镍的含量，其特征在于，包括如下步骤步骤一、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到过量的邻苯二甲酸氢盐溶液中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述邻苯二甲酸氢盐溶液中的二价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴的含量；步骤二、称取球镍样品，将所述球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后过滤，通过原子吸收法测量得到溶解在所述稀硫酸中的二价钴和三价钴，计算得到单位质量的球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量；步骤三、用步骤二中得到的单位质量球镍样品中的二价钴和三价钴的总含量减去步骤一中得到的单位质量球镍样品中的二价钴的含量，得到单位质量球镍样品中的三价钴的含量；步骤四、通过碘量法测量并计算，得到单位质量的球镍样品中三价钴和三价镍的总含量；步骤五、用步骤四得到的单位质量球镍样品中三价钴和三价镍的总含量减去步骤三得到的单位质量球镍样品中的三价钴的含量，得到单位质量的球镍样品中的三价镍的含量。
7.如权利要求6所述的三价镍的含量的测量方法，其特征在于，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 4mol/L。
8.如权利要求6所述的三价镍的含量的测量方法，其特征在于，步骤一中，所述邻苯二甲酸氢盐为邻苯二甲酸氢钠或邻苯二甲酸氢钾。
9.如权利要求6所述的三价镍的含量的测量方法，其特征在于，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的PH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到2. 5 5。
10.如权利要求6所述的三价镍的含量的测量方法，其特征在于，步骤一还包括将所述邻苯二甲酸氢盐溶液的PH值用氢氧化钠或氢氧化钾调节到4。
全文摘要
本发明公开了一种三价钴的含量的测量方法，用于测量球镍中的三价钴的含量，通过将球镍加入到邻苯二甲酸氢盐溶液中，球镍样品中的三价钴不溶于邻苯二甲酸氢盐溶液而二价钴可溶于邻苯二甲酸氢盐的溶液，通过原子吸收法测得二价钴的含量；再称取球镍样品，将球镍样品加入到稀硫酸中，充分溶解后，通过原子吸收法测得二价钴和三价钴的总含量；最后计算得到三价钴的含量，可以单独测出球镍中三价钴的含量。本发明还提供一种用于测量球镍中的三价镍的含量的测量方法。
文档编号G01N21/31GK102353641SQ20111019602
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者周志雄, 孔令坤, 廖兴群, 邹剑平 申请人:深圳市豪鹏科技有限公司