一种二硫化碳的测定方法及装置与流程

文档序号:12118549阅读:2527来源:国知局

本发明属于环境科学领域,尤其涉及一种二硫化碳的测定方法和装置。



背景技术:

二硫化碳为无色或黄色易挥发性的有毒液体, 可 制造粘胶纤维、四氛化碳、促进剂等产品. 也是一种用途广泛的有机溶剂, 它的沸点较低(4 .6 3 ℃ ) , 易燃易爆( 爆炸极限: 低限1 .2 5%, 高限4 4 % )。二硫化碳气体经呼吸道侵入人体后, 会使人头疼、眩晕、全身无力、视觉和感觉障碍、消化紊乱. 严重者会造成神精系统紊乱。因此,准确测定二硫化碳具有重要意义

目前常用于测定二硫化碳的方法有气相色谱法和吸光光度法。前者操作较麻烦,后者灵敏度低,且存在H2S等干扰,不能很好地满足环境样品中微量分析的要求。后者结果不稳定,而且检出限差。

目前,本发明人在研究中,通过在线酸化乙二胺二硫代甲酸钠,然后快速分离生成的挥发物,发现挥发物有很强的光散射性,因此本发明人就此提出一种二硫化碳的测定方法和装置,从而完成本发明。



技术实现要素:

本发明首先公开了一种二硫化碳的测定方法,其特征在于将二硫化碳用过量的碱性乙二胺溶液吸收,使碱和二硫化碳及二乙胺发生反应生成乙二胺二硫代甲酸盐。吸收液中的乙二胺二硫代甲酸盐再与酸性溶液或含元素的酸性溶液混合发生反应使乙二胺二硫代甲酸盐生成具有挥发性的光散射性质的乙二胺二硫代甲酸,或生成具有挥发性的乙二胺二硫代甲酸元素络合物,通过对溶液进行快速气液分离,使分离出的乙二胺二硫代甲酸气体或乙二胺二硫代甲酸元素络合物通过光散射法或原子光谱法来测定二硫化碳的浓度。

本发明中所用的吸收液是指碱性的乙二胺溶液,是指pH大于7的碱性溶液。优选pH值大于10的碱金属钾、钠、锂(或碱土金属钙、镁、锶)的氢氧化物溶液与乙二胺的混合溶液。其中氢氧化物的含量和乙二胺的含量对待测定的二硫化碳来讲是过量的。

本发明中,从吸收液在线与酸性溶液反应到反应后的溶液经过气液分离,总的时间小于10秒,优选小于5秒。

本发明中,吸收液在线与酸性溶液混合后溶液的酸度为0.01到0.1M之间,优选吸收液在线与酸性溶液混合后溶液的酸度为0.012到0.05M之间。

本发明中,挥发物测定时所用的光散射法激发波长为190nm-800nm.优选激发波长为190nm-280nm.

作为一个特别适合的仪器,选用一台无色散原子荧光光度计再配合本发明中的气液分离装置,很容易实现本发明的测定。

当测定的样品是水溶液时,则是通过向待测水溶液加入过量的乙二胺和氢氧化物来制备待测样品溶液。

本发明中,当使用原子光谱法来测定二硫化碳的浓度时,此时酸溶液中还含有固定量的金属离子。其原理是在酸性条件下二硫化碳与乙二胺及金属离子能生成挥发性的金属络合物。当金属离子在酸性溶液中含量一定时,生成的金属挥发物的浓度和溶液中二硫化碳浓度成线性关系。因而可以测定金属的原子光谱强度来测定二硫化碳的含量。使用本方法时,所述的金属离子优选(但不限于)含量在5-100ppb 的锌、镉、镍、钴、铁、锰和铬。

本发明还提出用于二硫化碳测定的装置,特征在于该装置包括酸性溶液或含元素的酸性溶液导入管(1)、含二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸盐溶液的导入管2、蠕动泵3,3’、三通管4气液分离器5、载气入口6、载气出口7和废液排放管8;第一个蠕动泵3通过三通4与气液分离器5相连,气液分离器5靠近底部的地方有一直径为25-50厘米、孔径50-150目多孔的透气不透水膜板9,气液分离器多孔的透气不透水膜板直径优选为30-40厘米,膜板孔径优选为70-90目。透气不透水的膜板上连接有废液排放管8,其废液排放管与第二个蠕动泵(3’)相连。混合后的溶液由膜板上面流过时,由膜板下面通载气对上面的溶液进行鼓泡,从而进行气液分离。

酸性溶液(或含元素的酸性)样品溶液导入管1、含二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸盐(M-DDTC)溶液的导入管2的流速为1.0-3.0毫升/分钟。优选1.5-2.5毫升/分钟。

该装置上的二乙基二硫代氨基甲酸盐(M-DDTC)的溶液与待测元素溶液在线混合及气液分离时间总计小于10秒。

二乙基二硫代氨基甲酸盐(M-DDTC)的溶液与待测元素溶液在线混合及气液分离时间总计小于5秒。

该装置上的混合后的溶液酸度为0.0125-0.2摩尔/升。

本发明重点考察了二硫化碳与二乙胺和氢氧化碱反应生成二乙胺二硫代甲酸盐后,其生成物在酸性条件下生成的二乙胺二硫代甲酸,或二乙胺二硫代甲酸-金属配合物的挥发性。通过此研究,特解决了二硫化碳的测定难题,特别提出了一种二硫化碳的测定方法。

本发明公开的二硫化碳的测定方法及装置与现有技术相比所具有的积极效果在于:

(1)测定速度快,只要将待测的含二硫化碳的二乙胺二硫代甲酸或其于元素形成的碱性水溶液和酸溶液混合然后进行气液分离,仪器即可测定出二硫化碳的含量。不像气相色谱和比色分光光度计那样,需要很长的前处理过程。

(2)检出限好,本发明所测定的二硫化碳的检出限0.05ppm到之间。优于现有的分光比色法。

(3)无任何干扰。不论是浑浊的溶液还是有色的溶液,本方法均可以测定。而分光法则不能测定有色溶液。尤其是受硫化氢的干扰。

附图说明:

图1为适用于本发明的进样的装置图;其中:

1、酸性溶液或含元素的酸性溶液导入管

2、含二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸盐溶液导入管

3、第一蠕动泵、 3’ 第二蠕动泵

4、 三通管 5、气液分离器

6、载气入口 7、载气出口

8、废液排放管 9、孔径50-150目多孔的透气不透水膜板。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施,提供下述本发明的制备实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。

实施例1

(1)用气体采样器采某工作场所气体样品50升,使气体样品中的二硫化碳被过量的氢氧化钠(pH=13)和二乙胺(40mM)混合溶液吸收,然后,采用蠕动泵以1.2毫升/分钟的流速抽取上述吸收溶液,同时以一定流速抽取一个酸度为0.2 M的盐酸溶液,调节酸进样管流量使二个混合溶液的最终酸度在0.05M.使二股溶液按说明书附图1进样装置在一个三通管中汇合后发生反应。

(2)将产生的挥发物和反应后的溶液在说明书附图1进样装置中气液分离器进行分离;

(3)分离出的DDTC酸挥发物被导入一个无色散原子荧光光度计进行光散色测定(用锌的空心阴极灯最激发光源),将二硫化碳散射强度与标准二硫化碳散色强度对比后,获得大气中含量为20ppm。此测定值与分光光度法测定值有很好的吻合。

实施例2

(1)向某待测水溶液样品100毫升中加入过量的氢氧化钠和二乙胺(使混合后的氢氧化钠浓度0.15M,乙二胺100mM),然后,采用蠕动泵以1.7毫升/分钟的流速抽取上述吸收溶液,同时以同样流速抽取一个酸度为0.2 M的含锌20ppb的硝酸溶液.使二股溶液按说明书附图1进样装置在一个三通管中汇合后发生反应。

(2)将产生的挥发物和反应后的溶液在说明书附图1进样装置中气液分离器进行分离;

(3)分离出的DDTC—锌的挥发物被导入一个无色散原子荧光光度计进行原子荧光测定测定,通过实验求解锌的荧光强度与硫化碳浓度的线性关系,获得废水二硫化碳中含量为5ppm。此测定值与分光光度法测定值有很好的吻合。

实施例3

一种用于元素挥发物形成的装置,

该装置包括酸性(或含元素的酸性)溶液导入管1、含二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸盐溶液的导入管2、蠕动泵3,3’、三通管4气液分离器5、载气入口6、载气出口7和废液排放管8;第一个蠕动泵3通过三通4与气液分离器5相连,气液分离器5靠近底部的地方有一直径为30厘米、孔径80目多孔的透气不透水膜板9,混合后的溶液由膜板上面流过时,由膜板下面通载气对上面的溶液进行鼓泡,从而进行气液分离。

其中该装置上的酸性溶液(或含元素的酸性溶液)导入管(1)、含二硫化碳的二乙基二硫代氨基甲酸盐((M-DDTC))溶液的导入管(2)的流速为1.0-2.5毫升/分钟,优选1.5-2.0毫升/分钟,此时两个流速的比例优选1:1。

该装置上的二乙基二硫代氨基甲酸盐(M-DDTC)的溶液与待测酸性溶液在线混合及气液分离时间总计小于10秒。

二乙基二硫代氨基甲酸盐(M-DDTC)的溶液与待酸性溶液在线混合及气液分离时间总计小于5秒。

该装置上的混合后的溶液酸度为0.0125-0.2摩尔/升。

实施例4

对比试验

结论:

(1)本发明测定速度快

(2)不受样品溶液颜色干扰。尤其是不受硫化氢的干扰。

(3)检出限低,优于目前已有方法。

在详细说明的较佳实施例之后,熟悉该项技术人士可清楚地了解,在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改,凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围。

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