一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法
【专利摘要】一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法，属于高纯锗材料制备过程中的产品质量检验方法，尤其是一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法。采用在盐酸溶液中用过氧化氢在低温下氧化四氯化锗中的痕量砷（Ⅲ）为砷（Ⅴ），然后在低温下蒸发除去四氯化锗基体，蒸干以后再在盐酸溶液中用氯化亚锡把砷（Ⅴ）还原成砷（Ⅲ），再用无砷锌粒将砷（Ⅲ）还原成砷化氢，所生成的砷化氢气体与溴化汞试纸片作用，生成黄棕色的砷化汞斑点，斑点颜色的深浅与砷含量成正比，借此与标准色阶进行比较后得出砷含量。本发明的检验方法，简便易行，不受实验室的条件限制，是一种结果可靠的测量方法，能够确保产品中砷含量检验的准确性和科学性。
【专利说明】一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高纯锗材料制备过程中的产品质量检验方法，尤其是一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法。
【背景技术】
[0002]光纤用四氯化锗与普通的四氯化锗相比，要求纯度高于99.999999%，砷等有害杂质元素不能够被检测出，碳氢、氢氧、氢氯等基团的红外吸收峰透过率要求高于97%以上，因此对于生产原料、生产工艺、包装材料及方法、检测方法及设备等都有着过高的要求，而我国现有的技术不能满足这些要求，光纤用四氯化锗长期以来依赖进口。
[0003]光纤用四氯化锗由于其中的砷含量对于光纤的质量影响特别大，因此是光纤四氯化锗中必须检验的杂质元素。含量过高，用四氯化锗为掺杂剂生产的光纤其光传输效率会大大降低，因此生产工艺过程中砷的控制及检验就十分关键。对于检验痕量砷的方法，YS/T 13-2007标准中提供了一种用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定的方法，但由于ICP-MS测定对仪器设备、测试环境、人员素质等要求均较高，且由于测定时砷含量在0.5^10ng/g,基体四氯化锗难以消除，Ge、Ar+Cr会产生较严重的质谱干扰，重复性较差，影响测定的准确性，对于普通实验室，由于受仪器设备等条件限制，无法进行检验，而送外检测时由于样品包装材料、取样、运输等环节会污染样品，难于达到要求，而用石墨炉来进行测试也同样存在以上问题，难以得到准确结果，因此需用其它简便易行的方法来进行检验。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的就是光纤级四氯化锗中痕量砷难于检验的问题，提供一种简便易行，结果可靠的测量方法，以确保产品中砷含量检验的准确性和科学性。
[0005]本发明一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法，其特征在于该方法是通过以下的步骤实现的:
(1)在盐酸溶液中用过氧化氢(H2O2)在低温下氧化四氯化锗中的痕量砷(III)为砷(V);
(2)在低温下蒸发除去四氯化锗基体；
(3)蒸干以后再在盐酸溶液中用氯化亚锡(SnCl2)和碘化钾把砷(V)还原成砷(III)；
(4)再用无砷锌粒将砷(III)还原成砷化氢；
(5)所生成的砷化氢气体与溴化汞试纸片作用，生成黄棕色的砷化汞斑点，斑点颜色的深浅与砷含量成正比，与标准色阶进行比较后得出试样砷量；
(6)配制砷标准溶液，获得一系列不同颜色深度的溴化汞纸片作为标准色阶，并从标准色阶上查得空白砷量；
(7)按下式计算砷的质量分数，数值以百分含量表示:
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\.mv式中:
m J为从标准色阶上查得的试样砷量,单位μ g ； m 2为从标准色阶上查得的空白砷量,单位μ g ；
V为被测痕量砷的样品体积，单位mL。
[0006]本发明中，四氯化锗需在低温下进行氧化，将所含的痕量砷(III)氧化为砷(V)，因砷(III)在130°C时会形成AsCl3挥发，而砷(V)则难于挥发，以防在蒸发过程中造成砷的损失。
[0007]方法中主要的化学反应方程式如下:
(1)3H202+HAs02= HAs03+3H20+02 ? ；
(2)2HCl+SnCl2+HAs03=HAs02 + SnCl4+H20 ；
(3)HAs02+3Zn+6HCl=H3As 丨 +3ZnCl2+2H20 ;
(4)H3As+ 3HgBr=Hg3As (黄色)+3HBr 个。
[0008]制备溶液和分析用水均为去离子水或相当纯度的水，其电阻率大于18.2 ΜΩ.cm,实验所用的器皿均用5%的稀硝酸煮沸浸泡过夜后，用纯水彻底清洗干净待用。
[0009]本发明的检验方法，简便易行，不受实验室的条件限制，是一种结果可靠的测量方法，能够确保产品中砷含量检验的准确性和科学性。
【具体实施方式】
[0010]实施例1:检验一种四氯化锗中的痕量砷含量，包括以下步骤:
第I步，用移液管或移液器移取53.36 mL待测的高纯四氯化锗于洁净的IOOmL石英烧杯中，然后加入10 mL的UP级盐酸，摇匀后加入0.5mL的UP级的质量分数为30%的过氧化氢溶液，充分混匀3分钟后，盖上表面皿回流氧化30min，于电热板上微沸至近干。取下冷却后再加入5mL的UP级盐酸，盖上表皿回流15分钟，待测四氯化锗水解而成的二氧化锗溶解后，再蒸发至近干，若水解的二氧化锗没溶解完全，则再重复处理一次，直至烧杯清亮为止。
[0011]第2步，在经第I步处理完的烧杯内再加入质量分数为17.5 %的UP级盐酸溶液，温热至40°C，充分溶解残渣后，将溶液转移至250 mL熏砷瓶内，加入150 g/L的碘化钾溶液lmL，混匀后，再加入ImL 二氯化锡(SnCl2)溶液，间断摇动，放置10 min后，用水稀释至30mL,混匀；
其中:
碘化钾溶液是将15 g优级纯以上的碘化钾溶于100 mL水中，混匀后配制得的，该溶液贮存于棕色瓶中。
[0012]而二氯化锡(SnCl2)溶液是将Ig优级纯以上的二氯化锡溶于5mL热盐酸中，加入5mL水，混匀后配制得的。
[0013]第3步，称取5g无砷锌粒，迅速盖上预先装有醋酸铅棉花的溴化汞纸片瓶塞，在室温下放置50 min，每隔10分钟摇动一次，然后取下纸片与标准色阶比较，试纸片上产生的砷斑的颜色与哪个标准色阶接近，含量就与之对应，从而就可计算得到四氯化锗中的试验砷量。
[0014]其中:
醋酸铅棉花是将脱脂棉浸于4%的优级纯以上醋酸铅配制的溶液中，每IOOmL醋酸铅溶液中含醋酸2mL，IOmin后取出挤去过剩溶液，50°C烘干后获得。
[0015]溴化汞纸则片是将定量滤纸浸在5%优级纯以上试剂配制的溴化汞酒精溶液中40分钟后取出，于空气中自然干燥获得。
[0016]第4步，准确称取0.1320g预先在硫酸干燥器中干燥的基准级三氧化二砷于300mL烧杯中，加20mL的100g/L氢氧化钠溶液，加热溶解完全，用盐酸中和至微酸性，冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到ImL含IOOyg砷的溶液，移取该溶液IOmL于IOOmL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，获得砷标准溶液，此溶液ImL含I μ g砷；
分别移取砷标准溶液0、0.1、0.3、0.5和1.0 mL，各相当于该溶液中分别含有O、0.1、
0.3,0.5和1.0 μ g的砷，将五个砷标准溶液置于5个熏砷瓶内，加入10 ml的UP级盐酸，用水稀释至30 mL，混匀。熏砷瓶盖上预先装有醋酸铅棉花的溴化汞纸片瓶塞，在室温下放置50 min，每隔10分钟摇动一次，然后取下纸片与标准色阶比较，试纸片上产生的砷斑的颜色与哪个标准色阶接近，含量就与之对应，从而就可计算得到四氯化锗中的空白砷量。
[0017]第5步，结果计算，
按下式计算砷的质量分数，数值以百分含量表示:
【权利要求】
1.本发明一种光纤用四氯化锗中痕量砷的检验方法，其特征在于该方法是通过以下的步骤实现的: (1)在盐酸溶液中用过氧化氢(H2O2)在低温下氧化四氯化锗中的痕量砷(III)为砷(V); (2)在低温下蒸发除去四氯化锗基体； (3)蒸干以后再在盐酸溶液中用氯化亚锡(SnCl2)把砷(V)还原成砷(III)； (4)再用无砷锌粒将砷(III)还原成砷化氢； (5)所生成的砷化氢气体与溴化汞试纸片作用，生成黄棕色的砷化汞斑点，斑点颜色的深浅与砷含量成正比，与标准色阶进行比较后得出试样砷量； (6)配制砷标准溶液，获得一系列不同颜色深度的溴化汞纸片作为标准色阶，并从标准色阶上查得空白砷量； (7)按下式计算砷的质量分数，数值以百分含量表示:
【文档编号】G01N21/78GK103743736SQ201410015792
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】普世坤, 莫正辉, 鲍开宏, 浦勇, 张国颖, 田毅凡, 祁君芳 申请人:云南临沧鑫圆锗业股份有限公司, 武汉云晶飞光纤材料有限公司