一种二磷酸哌嗪中氮含量的测定方法与流程

1.本发明涉及化工检测分析领域，特别涉及一种甲基硅油的消解方法，以及喹钼柠酮沉淀 法测定二磷酸哌嗪的氮含量。


背景技术：

2.二磷酸哌嗪是一种白色均匀粉末，它是一种氮-磷协同的无卤高效阻燃剂，具有极佳的阻 燃性能，也可作为中间原料，广泛用于焦磷酸哌嗪生产。
3.二磷酸哌嗪在合成中使用了哌嗪和磷酸原材料，反应完成后产品含有氮元素，因此通过 检测二磷酸哌嗪中的氮含量和磷含量可以反映其纯度和反应程度，为提高该产品的质量提供 依据，并且为该产品的反应工艺和配比调整提供数据。
4.磷含量的测定方法目前有磷钼蓝分光光度法，喹钼柠酮沉淀法、离子色谱法等方法。磷 钼蓝分光光度法、离子色谱法适合于磷含量低的样品，喹钼柠酮沉淀法适合于磷含量为常亮 的样品，二磷酸哌嗪这样磷含量在10％的样品只适用用喹钼柠酮重量法测定。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种电热板消解二磷酸哌嗪，重量法测定磷含量的方法，该方法具有操作 简单、稳定性好、准确度高的特点。
6.为了解决上述现有技术的不足，本发明所采用的技术方案是：一种过硫酸钾和硝酸混合 溶液通过电热板加热消解二磷酸哌嗪，用重量法测定磷含量的方法，包括以下步骤：
7.(1)称取二磷酸哌嗪样品m加入水，溶解后定容，此为溶液a；
8.(2)称取过硫酸钾加入水中，加一定量的浓硝酸，然后移取10ml溶液a，混匀后在110-120℃ 下消解30-40min后放冷；
9.(3)向放冷后的溶液中加入浓硝酸，加热至沸腾状态下加入喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸 1-3min后放冷，用质量m1的玻璃砂芯坩埚过滤洗涤；
10.(4)过滤洗涤后得到带有沉淀的玻璃砂芯坩埚，将其放置于175-180℃的恒温干燥箱里 35-45min，取出后冷却称量m2，采用计算公式计算氮含量％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/ (m
×
10/500)。
11.步骤(2)中过硫酸钾质量分数为99％及以上；浓硝酸质量分数为68％及以上。
12.步骤(2)中每10ml溶液a对应加入消解液过硫酸钾的量为0.8g-1.2g和10-20ml浓硝 酸。
13.每10ml溶液a对应加入消解液过硫酸钾的量为1.0g和10ml浓硝酸。
14.步骤(3)中放冷后的溶液与浓硝酸的体积比为1：1-2，喹钼柠酮加入量至少为放冷后的 溶液的体积的3倍。
15.由于二磷酸哌嗪具有粘度大，化学稳定性好的特点，二磷酸哌嗪还没有有效的消解方法， 本发明为二磷酸哌嗪的消解和检测提供了一条新思路。
16.有机化合物的消解用硝酸或者硝酸-高氯酸分解，或者用过硫酸钾微波消解、过硫酸钾高 压锅消解。本发明尝试用硝酸-高氯酸消解均不能完全消解，测定磷含量偏低。采用过硫酸钾 高压锅消解时间长、且要放冷才能打开高压锅，时间长，不安全。本发明用过硫酸钾和硝酸 混合消解直接在电热板上消解，用到设备简单，易操作，且消解效果好。同时本发明经过实 验验证，样品和过硫酸钾的使用量为10ml溶液a(1g/500ml二磷酸哌嗪)时，需要过硫酸 钾0.8g-1.2g，浓硝酸10ml。
具体实施方式
17.下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述 的范围。
18.实施例1
19.消解液为纯过硫酸钾和浓硝酸的质量体积比为1g:10ml。
20.一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
21.1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
22.2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和10ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放置冷却。
23.3)用蒸馏水冲洗上述消解液，再加入10ml硝酸溶液(体积比为1：1)在电热板上加热 煮沸后，取下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min，放置冷却后将沉淀用已经恒 重称量过的玻璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
24.4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min，取出后冷却 称量m2，计算。
25.5)计算公式磷含量％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
26.表1磷酸哌嗪中磷含量分析结果
27.[0028][0029]
实施例2
[0030]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾1g
[0031]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0032]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0033]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，然后移取10ml溶液a于该混合溶液中， 在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0034]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0035]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0036]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0037]
表2磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低1.3，但精密度好
[0038]
[0039][0040]
实施例3
[0041]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓硝酸的质量体积比为1g:8ml
[0042]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0043]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0044]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和8ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a于 该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0045]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0046]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0047]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0048]
表3磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低0.7％，精密度较好
[0049]
[0050][0051]
实施例4
[0052]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓硝酸的质量体积比为1:12
[0053]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0054]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0055]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和12ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0056]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0057]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0058]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0059]
表4磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果正常，但本着节约原则，硝酸量应减少
[0060][0061]
实施例5
[0062]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓硝酸的质量体积比为1:6
[0063]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0064]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0065]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和6ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a于 该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0066]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0067]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0068]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0069]
表5磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低0.6％，精密度较好
[0070][0071]
实施例6
[0072]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓硝酸的质量体积比为1:16
[0073]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0074]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0075]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和16ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0076]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0077]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后
冷却称 量m2，计算。
[0078]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0079]
表6磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果和实施例1接近，但硝酸用量多，环保上有影响
[0080][0081]
实施例7
[0082]
方法、条件同实施例1，仅消解液为浓硝酸
[0083]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0084]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0085]
2)加入100ml蒸馏水，和10ml浓硝酸，然后移取10ml溶液a于该混合溶液中，在 电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0086]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0087]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0088]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0089]
表7磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低6％且结果不稳定
[0090][0091]
实施例8
[0092]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和高氯酸的质量体积比为1g:10
[0093]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0094]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0095]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和10ml高氯酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0096]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0097]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0098]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0099]
表8磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低3％，且不稳定
[0100][0101]
实施例9
[0102]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓硫酸的质量体积比为1:10
[0103]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0104]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0105]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和10ml浓硫酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0106]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0107]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0108]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0109]
表9磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低且精密度差
[0110][0111]
实施例10
[0112]
方法、条件同实施例1，仅消解液为纯过硫酸钾和浓盐酸的质量体积比为1:10
[0113]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0114]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0115]
2)称取1.0g过硫酸钾，加入100ml蒸馏水，和10ml浓盐酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0116]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0117]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0118]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0119]
表10磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低
[0120][0121]
实施例11
[0122]
方法、条件同实施例1，仅消解液为浓硝酸和浓盐酸的质量体积比为10:1
[0123]
一种二磷酸哌嗪的消解方法以及基于该方法的二磷酸哌嗪中磷含量的测定，它包括以下 步骤：
[0124]
1)用万分之一天平称取两个平行样，称取1g(m)二磷酸哌嗪样品置于烧杯中，加入蒸 馏水溶解，混匀后定容至500ml。
[0125]
2)移取取10ml浓硝酸，加入100ml蒸馏水，和1ml浓盐酸，然后移取10ml溶液a 于该混合溶液中，在电热板上加热煮沸30-40分钟，消解到溶液体积为20-30ml，放冷。
[0126]
3)用蒸馏水冲洗上述消解液，加入10ml硝酸溶液(1：1)，在电热板上加热煮沸后，取 下加入30ml喹钼柠酮沉淀剂，继续加热微沸1min,放置冷却后将沉淀用已经恒重称量过的玻 璃砂芯坩埚m1过滤洗涤。
[0127]
4)将过滤后带有沉淀的玻璃砂芯坩埚放置于180℃的恒温干燥箱里45min,取出后冷却称 量m2，计算。
[0128]
5)计算公式x％＝(m2-m1)
×
0.014
×
100/(m
×
10/500)
[0129]
表11磷酸哌嗪中磷含量分析结果，结果偏低8％，且很不稳定
[0130][0131]
由上述表格可知，采用本发明方法，能快速准确地测量二磷酸哌嗪中的磷的含量，其测 定结果具有较好的重复性和精密度。
[0132]
上述的实施例仅为清楚的阐述所做实例，而不应视为对于本实施方式的限制，在上述说 明的基础上，还可以做出其他不同形式的变化或改动。本发明的保护范围应以权利要求记载 的技术方案，因此引申的其它变化，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方 案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。