本发明涉及元素检测领域，且特别涉及一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法。
背景技术：
在许多工业生产过程中，钒元素起着重要的作用。在钢铁工业和石油化学工业中，钒及其化合物具有广泛的用途。钒元素有不同的价态：三价、四价和五价，且三价钒、四价钒和五价钒之间可以相互转化。而常规的检测只是检测全钒，如果将生产过程中的四价钒检测出来，对产品的转化以及生产的技术工艺会有很大的指导作用。比如为了提高钒电池电解液储能效率，需要严格控制电解液中钒离子价态组成。目前多数采用紫外分光光度法对钒溶液中四价钒浓度进行检测，但是检测结果不太准确。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，旨在改善测定含钒溶液中四价钒浓度时检测结果不准确的问题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定；硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合，调整初始ph值至2～3，进行三级逆流协同振荡萃取；其中，协同振荡萃取中萃取体系包括：体积比为15～20：3～8：65～80的二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。
本发明提出的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法有益效果是：
一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定；硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合，调整初始ph值至2～3，进行三级逆流协同振荡萃取。其中，协同振荡萃取中萃取体系包括：体积比为15～20：3～8：65～80的二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。三级逆流协同振荡萃取利用离子在两种互不相溶的液相间分配性质的差异，来达到分离和提纯目的，有平衡速度快、处理容量大、分离效果好的优点，且能充分去除硫酸氧钒中杂质元素。该方法先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，再进行后续的检测，排除其他杂质离子的影响，使检测结果更加准确。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。由于硫酸氧钒一般会含有如铁、锰、铬等金属杂质元素，因此先将硫酸氧钒除杂后，再作为标准溶液测定含钒溶液中四价钒浓度会更加准确。
具体地，硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合。优选地，还原剂选用有机物，比如炔烃、醛类物质等。此时能够保证不会引入无机阳离子，除杂效果更佳。更为优选地，选用抗坏血酸作为还原剂，能够有效地将溶液中的杂质离子还原，且不引入新的杂质。
接着调整初始ph。酸性萃取剂的反应是发生在两相间的可逆阳离子的交换过程，萃取过程是一个不断产酸的过程，当用碱中和不断产生的酸，有利于萃取连续进行及提高金属的萃取量，因此原料液起始ph值对萃取过程中的分配比影响显著。当起始溶液ph值大于3时，会产生钒沉淀现象，因此需要严格控制体系的ph。经过发明人创造性发明，调整初始ph至2～3。进一步地，调整初始ph值至2.5。优选地，在本实施例中，采用浓度为20％～28％的氨水调整初始ph。然后进行三级逆流协同振荡萃取。
在本实施例中，协同振荡萃取中萃取体系包括二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸和磷酸三丁酯为稀土元素分离、部分金属的有效萃取剂。其中，二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为15～20：3～8：65～80。优选地，二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为17～19：3～5：70～75。在上述体积比范围内，萃取效率较高。更为优选地，二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为18：4.5：73。
在本发明较佳的实施例中，三级逆流协同振荡萃取中，萃取相比v(o)/v(a)为1.5～2：0.8～1.5。当萃取相比v(o)/v(a)为1.5～2：0.8～1.5时，配合二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂这一萃取体系，能够使二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂之间的协同作用最大，显著提高萃取效率。优选地，经过发明人发现，当萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1时，萃取率最高。其次，为了同时保证萃取效率和节约时间，萃取时需要振动，萃取时振动频率为3～7hz。优选地，萃取时振动频率为4hz。
进一步地，为了提高硫酸氧钒除杂的效果，三级逆流协同振荡萃取之后，还包括：分离有机相和水相，用稀硫酸，进行二级逆流反萃取。经过反萃取，能够去除更多的杂质元素。其中，稀硫酸的浓度为0.4～0.55mol/l。采用稀硫酸进行反萃取，能够保证萃取效率。用浓度为0.4～0.55mol/l的硫酸溶液可从有机相中反萃取钒，铁等杂质不易被反萃取，从而可使钒与其他杂质有效分离。优选地，稀硫酸的浓度为0.5mol/l。此时反萃取效率最高。较佳地，用稀硫酸洗涤相比为1.5～2：0.6～1.2。此时，能够保证钒的萃取率。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。需要说明的是，在本实施例中，可用硫酸氧钒配制系列四价钒溶液(0.1～1.5mol/l)以提高检测的精度。
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，再进行后续的检测，排除其他杂质离子的影响，使检测结果更加准确。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括：
先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。
硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂(醛类有机物)混合。调整初始ph至2。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。其中，二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为15：3：65。萃取相比v(o)/v(a)为1.5：0.8。萃取时振动频率为3hz。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
实施例2
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。
硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合。接着调整初始ph至3。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为15：5：75。萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1.2。萃取时振动频率为5hz。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
实施例3
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。
硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合。接着调整初始ph至2.6。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为17：3：70。萃取相比v(o)/v(a)为1.6：1.2。萃取时振动频率为7hz。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
实施例4
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。
硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合。接着调整初始ph至3。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为20：8：80。萃取相比v(o)/v(a)为2：1.5。萃取时振动频率为7hz。
三级逆流协同振荡萃取之后，还包括分离有机相和水相，用浓度为0.5mol/l的稀硫酸，进行二级逆流反萃取。用稀硫酸洗涤相比为2：1.2。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
实施例5
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，利用紫外分光光度法得到标准曲线，再进行待测物的测定。
硫酸氧钒的除杂方法包括：将硫酸氧钒溶液与还原剂混合。接着调整初始ph至2.7。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为19：5：75。萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1。萃取时振动频率为6hz。
三级逆流协同振荡萃取之后，还包括分离有机相和水相，用浓度为0.4mol/l的稀硫酸，进行二级逆流反萃取。用稀硫酸洗涤相比为1.5：0.6。
硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
实施例6
本实施例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括：
s1：硫酸氧钒的除杂：将硫酸氧钒溶液与抗坏血酸混合。接着调整初始ph至2.5。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为18：4.5：73。萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1。萃取时振动频率为4hz。
s2：三级逆流协同振荡萃取之后，还包括分离有机相和水相，用浓度为0.5mol/l的稀硫酸，进行二级逆流反萃取。用稀硫酸洗涤相比为2：1。
s3：硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
对比例1
将未除杂的硫酸氧钒直接使用，并制作标准确曲线。
对比例2
采用标准铵盐沉钒方法对硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
对比例3
本对比例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括：
s1：硫酸氧钒的除杂：将硫酸氧钒溶液与抗坏血酸混合。接着调整初始ph至3.5。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为18：4.5：73。萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1。萃取时振动频率为4hz。
s2：硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
对比例4
本对比例提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，包括：
s1：硫酸氧钒的除杂：将硫酸氧钒溶液与抗坏血酸混合。接着调整初始ph至1.8。然后进行三级逆流协同振荡萃取。协同振荡萃取中萃取体系包括：二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂。二(2-乙基己基)磷酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为18：4.5：73。萃取相比v(o)/v(a)为1.8：1。萃取时振动频率为4hz。
s2：硫酸氧钒除杂后，然后利用紫外分光光度计制作标准曲线，再进行检测待测物。
试验例
选用同一来源的硫酸氧钒和待测物分别使用实施例1～6以及对比例1～4的提供的检测方法进行检测。并求出四价钒的标准方差sd值。结果见表1。
表1检测结果
根据表1可知，对比例1～4相比，利用实施例1～6提供的方法检测四价态钒的sd值较小，说明实施例1～6提供的方法更加准确。具体地，对比例1对应的sd值最大，主要是未将硫酸氧钒除杂就直接使用，因此其检测结果最不准确。对比例2中采用的是铵盐沉钒方法对硫酸氧钒除杂，其对应的sd值比实施例1～6的要大，说明实施例1～6采用三级逆流协同振荡萃取的方法，硫酸氧钒除杂的效果最佳，因而检测结果较好。
实施例1～3与对比例3～4相比，实施例1～3在三级逆流协同振荡萃取时，严格控制了初始萃取ph值，因此最后检测结果的sd值较小，检测结果较准确。其次，实施例4～6与实施例1～3相比，实施例4～6对应的sd值较小，说明三级逆流协同振荡萃取之后，再采用稀硫酸进行反萃取，能够提高除杂效率。
综上，本发明提供的一种测定含钒溶液中四价钒浓度的方法，先将标准溶液硫酸氧钒除杂后，再进行后续的检测，排除其他杂质离子的影响，检测结果更加准确。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。