一种测定聚环氧琥珀酸含量的方法与流程

本发明属于分析技术领域，涉及的是工业循环水体系中聚环氧琥珀酸的测定。具体而言，是根据阳离子表面活性剂和聚环氧琥珀酸的相互作用来确定聚合物在工业循环水中的浓度。

背景技术：

近年来，由于所使用水处理剂药剂中的含磷物质排放到水中造成水生植物的富营养污染日益严峻，基于此国家对磷含量排放要求严格，从而无磷的水处理药剂成为了发展的趋势。聚环氧琥珀酸是无磷、可生物降解且具有较强的阻垢缓蚀性能，因此常用于无磷水处理药剂中。

要保证工业循环冷却水的阻垢缓蚀功能，水体中的阻垢缓蚀剂必须维持在一定的浓度范围内。对于循环水中无磷药剂的含量，其常见的测定方法有荧光示踪法。美国专利5958778中对该方法有所描述，但该方法采用的荧光物质结构稳定，不易降解，给环境带来二次污染。此外药剂中的聚合物随着时间的增长，其会有所降解，含量降低；但荧光物质含量基本不变，从而使得测定结果偏大。专利CN201110154759描述了一种氯化频哪氰醇分光光度法测定循环水中聚环氧琥珀酸含量的方法，其所用氯化频哪氰醇价格昂贵且不稳定。专利CN201610892294采用重量法来测定聚合物的浓度，水样需过滤、分离、透析等步骤，此方法步骤繁琐。专利CN105987902A采用阳离子染料来测定工业用水中阴离子聚合物含量，很多阳离子染料在溶液状态不稳定。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种准确测定工业循环水中聚环氧琥珀酸含量的方法。

针对上述目的，本发明所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、向超纯水中加入聚环氧琥珀酸，配制含不同浓度聚环氧琥珀酸的标准水样，向该标准水样中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵，每升标准水样中十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为100～400mg，再用NaOH调节标准水样的pH值为7～10，常温静置20～40分钟，然后用紫外分光光度计测定在420nm波长处不同聚环氧琥珀酸浓度对应体系的吸光度，绘制吸光度值随标准水样中聚环氧琥珀酸浓度变化的标准曲线。

2、按照与步骤1相同的方法测试含聚环氧琥珀酸的待测循环水样于420nm波长处的吸光度，结合步骤1中标准曲线的线性方程，计算待测循环水样中聚环氧琥珀酸的含量。

上述测定方法中，优选每升标准水样中十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为200～300mg。

上述测定方法中，进一步优选用NaOH调节标准水样的pH值为8～9。

本发明的有益效果如下：

本发明在特定波长处测定聚环氧琥珀酸与阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵缔合物溶液的吸光度，并通过预先确定的校准曲线来确定循环水中聚环氧琥珀酸的浓度。该方法快速、简便，所使用的药剂较稳定且价格低廉，可快速测定循环水中聚环氧琥珀酸含量。

附图说明

图1是十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为300mg·L^-1时吸光度值随标准水样中聚环氧琥珀酸浓度变化的标准曲线。

图2是十二烷基二甲基苄基氯化铵与不同浓度聚环氧琥珀酸形成聚合物的吸收光谱，其中1是300mg·L^-1十二烷基二甲基苄基氯化铵的吸收曲线，2是20mg·L^-1聚环氧琥珀酸的吸收曲线，3～6依次是300mg·L^-1十二烷基二甲基苄基氯化铵与8、15、20、40mg·L^-1聚环氧琥珀酸的吸收曲线。

图3是pH值对十二烷基二甲基苄基氯化铵与聚环氧琥珀酸体系吸光度值的影响。

图4是稳定时间对十二烷基二甲基苄基氯化铵与聚环氧琥珀酸体系吸光度值的影响。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1、向超纯水中加入聚环氧琥珀酸，分别配制含4、12、20、40mg·L^-1聚环氧琥珀酸的标准水样，向该标准水样中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵，每升标准水样中十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为300mg，再用NaOH调节标准水样的pH值为8，常温静置30分钟，然后用紫外分光光度计测定在420nm波长处不同聚环氧琥珀酸浓度对应体系的吸光度，绘制吸光度值随标准水样中聚环氧琥珀酸浓度变化的标准曲线。

本发明所用的吸光度依据朗伯比尔定律来确定的：A＝εlc，其中A为吸光度，ε为缔合物的吸收率，l为光程长度，c为聚环氧琥珀酸的浓度。为测定循环水体系中聚环氧琥珀酸的浓度，先测定其校准曲线。在波长420nm处，以聚环氧琥珀酸浓度与其对应的吸光度作校准曲线，见图1。线性回归方程为:A＝0.0193+0.0132c(mg·L^-1)，R²＝0.9937。

2、按照与步骤1相同的方法测试含聚环氧琥珀酸的待测循环水样于420nm波长处的吸光度，结合步骤1中标准曲线的线性方程，计算待测循环水样中聚环氧琥珀酸的含量。

为了确定本发明方法，发明人进行了大量的实验室研究试验，具体试验如下：

1、测定方法

对于任一聚合物，需评价的一个因素首先是聚合物和表面活性剂的相互作用。为确定聚环氧琥珀酸与十二烷基二甲基苄基氯化铵所形成的缔合物的相互作用，测定缔合物的吸收光谱，见图2。图2显示，含300mg·L^-1十二烷基二甲基苄基氯化铵的水溶液和含20mg·L^-1聚环氧琥珀酸的水溶液的吸光度均很小，当在十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液中加入聚环氧琥珀酸时，吸光度值明显增大，表明两者相互作用形成缔合物，且吸光度值随着聚环氧琥珀酸浓度的增加而增大。因此该方法可用来测定聚环氧琥珀酸的含量。另外，由图2可知缔合物在400nm吸光度值最大。但由于400nm为可见区与紫外光区的分界，干扰较大。依据“吸收最大，干扰最小”的原则，本发明选定在420nm波长处测定。虽然灵敏度有所下降，但干扰会小很多。

2、pH的影响

向超纯水中加入聚环氧琥珀酸，配制含20mg·L^-1聚环氧琥珀酸的标准水样，向该标准水样中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵，每升标准水样中十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为300mg，再用NaOH分别调节标准水样的pH值为3、4、5、6、7、8、9、10、11，常温静置30分钟，然后用紫外分光光度计测定不同pH值下对应体系于420nm处的吸光度，结果见图3。图3显示，在pH＝7～10时吸光度值较大，pH＝8时吸光度值最大，因此本发明优选在pH＝8时进行实验测定。

3、不同十二烷基二甲基苄基氯化铵添加量的影响

向超纯水中加入聚环氧琥珀酸，分别配制含4、12、20、40mg·L^-1聚环氧琥珀酸的标准水样。分别按每升标准水样加入100、200、300、400mg十二烷基二甲基苄基氯化铵，再用NaOH调节标准水样的pH值为8，常温静置30分钟，然后用紫外分光光度计测定在相同十二烷基二甲基苄基氯化铵添加量时，不同浓度聚环氧琥珀酸对应体系于420nm波长处的吸光度，绘制吸光度值随标准水样中聚环氧琥珀酸浓度变化的标准曲线。结果见表1。

表1不同十二烷基二甲基苄基氯化铵浓度的体系方程

校准曲线的斜率越大，说明方法的灵敏度增大；R²越接近于1，说明方法的准确性越高。基于此，本发明优选十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量为200～300mg·L^-1。

3、稳定时间的影响

由于聚环氧琥珀酸和十二烷基二甲基苄基氯化铵两者带有电荷，两者形成缔合物。向超纯水中加入聚环氧琥珀酸，配制含20mg·L^-1聚环氧琥珀酸的标准水样，向该标准水样中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵，每升标准水样中十二烷基二甲基苄基氯化铵的加入量为300mg，再用NaOH调节标准水样的pH值为8，常温静置不同时间，然后用紫外分光光度计测定不同静置时间下对应体系于420nm处的吸光度，结果见图3。由图可见，随着时间的增长，缔合物的增大，在溶液中有所沉降，测得吸光度值降低。因此，本发明优选静置30min后测定吸光度值。

4、加标回收试验

按照实施例1的方法，对聚环氧琥珀酸加入量为20.0mg·L^-1的模拟水样进行加标回收试验，结果见表2。

表2加标回收实验结果

由表2可见，本发明方法的加标回收率在92.0％～105.5％之间，结果比较准确可靠。

5、测定实际水样

从现场采取循环水样，按照实施例1的方法对水样进行测定，测定结果见表3。

表3水样的分析结果