測定水體中矽含量的檢測方法及二氧化矽含量分析裝置與流程
2023-04-29 20:44:07 4
本發明涉及一種測定水體中矽含量的檢測方法及二氧化矽含量分析裝置。
背景技術：
在石油，化工、電力等領域二氧化矽含量分析裝置用於，需要對水質中的二氧化矽含量進行實時精確測量，以達到實時控制二氧化矽的含量，防止採樣法測量帶來的時間延遲對設備的影響，保證設備的正常運轉和壽命。
矽是地殼的重要組成部分，在自然界中分布廣泛。水體中的矽主要有溶解態矽酸鹽(DSi)、生物矽(PBSi)和成巖矽(LSi)三種形態，其中溶解態矽主要以H4SiO4形式存在，可直接被生物利用，也是決定硅藻生長繁殖的限制因素。矽酸鹽被浮遊植物吸收後主要用來合成無定形矽(SiO2·nH2O)，組成硅藻等浮遊植物的矽質殼，少量用來調節浮遊植物的生物合成。在矽缺乏的情況下，硅藻細胞壁中的矽含量減少，壁變薄，進而影響硅藻的生長繁殖和群落結構。水體中可溶性矽的準確測定是預測和判別硅藻生長乃至水華形成機率的重要前提。硅藻群落變化及在沉積物中保存所記錄的的信息已成為研究全球變化的重要內容，因此需要較為準確地了解水體中矽的水平。
有鑑於上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種測定水體中矽含量的檢測方法及二氧化矽含量分析裝置，使其更具有產業上的利用價值。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種結構合理，利用了化學發光原理測量水樣中矽離子含量的測定水體中矽含量的檢測方法及二氧化矽含量分析裝置。
本發明測定水體中矽含量的檢測方法，包括：將水體樣本與鉬酸銨、草酸的混合溶液充分反應生成鉬酸黃溶液；採用1-2-4酸作為還原劑與與鉬酸黃溶液進行反應生成藍色的矽鉬藍溶液，利用比色計對矽鉬藍溶液的顏色進行測量，根據顏色測量結果獲取水體樣本中的矽含量。
進一步地，鉬酸銨、草酸、1-2-4酸的質量比為：(30～100)：(20～50)：(5～30)。
本發明二氧化矽含量分析裝置，包括：化學反應機構、比色計、中央控制機構；
所述的化學反應機構，包括用於存儲不同藥劑的若干藥箱、反應池、採樣儲水箱，其中，所述藥箱至少包括用於存儲鉬酸銨試劑、草酸試劑的第一藥箱以及用於存儲1-2-4酸的第二藥箱，各所述藥箱通過各自連接的藥液輸液管與所述反應池連通，各所述的藥液輸液管上分別設有加藥泵；所述採樣儲水箱中設有液位計，所述採樣儲水箱通過若干路採樣輸入管路連通含有二氧化矽的水樣機構，所述的採樣輸入管路上設有第一電磁閥和調節閥；所述採樣儲水箱通過樣本輸液管與所述反應池連通，所述樣本輸液管上設有第二電磁閥；
比色計設置在所述反應池的側面，對矽鉬藍溶液的顏色進行測量；
數據處理機構，分別與化學反應機構的第一電磁閥、第二電磁閥、調節閥、加藥泵以及液位計相連，根據預定的程序控制第一電磁閥、第二電磁閥、調節閥、加藥泵、液位計的工作狀態。
進一步地，還包括與所述數據處理機構連接的用於顯示比色計結果的液晶顯示屏。
進一步地，所述的藥液輸液管上設有加熱裝置，所述加熱裝置設置在藥箱與加藥泵之間，所述加熱裝置與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
進一步地，所述樣本輸液管上設有加熱裝置，所述加熱裝置與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
進一步地，所述反應池內設有磁力攪拌器，所述磁力攪拌器與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
進一步地，所述的採樣儲水箱以及反應池均連接有排洩閥，所述反應池的排洩閥和反應池之間還連接有排洩泵，所述的排洩閥排洩泵均與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
藉由上述方案，本發明測定水體中矽含量的檢測方法及二氧化矽含量分析裝置至少具有以下優點：
酸性鉬酸銨試劑、草酸、1—2—4酸為二氧化矽分析試劑。酸性鉬酸銨試劑與水中的活性矽反應，生成矽鉬黃，1—2—4酸作為還原劑與黃色矽鉬酸反應生成藍色的矽鉬藍溶液，生成顏色的量直接與水樣中的二氧化矽濃度成正比，通過測量矽鉬藍溶液的顏色獲得矽的含量。
本發明在長期使用中不需專業維護檢修，專用軟體已設計在異常情況下都能及時報警，避免故障擴大，只要按要求使用，可以長期正常工作。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
附圖說明
圖1是本發明二氧化矽含量分析裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
本發明方法其原理為：在酸性條件下，水中的活性矽與鉬酸鹽試劑生成矽鉬黃，用還原劑把矽鉬黃還原成矽鉬藍，儀表通過分光光度法確定該物質的濃度。
4MoO42-+6H+→Mo4O132-+3H20 (1)
H4SiO4+3Mo4O132-+6H+→H4[Si(Mo3O10)4](矽鉬黃)+3H2O (2)
H4[Si(Mo3O10)4](矽鉬黃)+還原劑→H6[H2SiMol2O40](矽鉬藍) (3)
酸性鉬酸銨試劑、草酸、1—2—4酸為二氧化矽分析試劑。其中酸性鉬酸銨試劑與水中的活性矽反應，生成矽鉬黃，1—2—4酸作為還原劑與黃色矽鉬酸反應生成藍色的矽鉬藍溶液，生成顏色的量直接與水樣中的二氧化矽濃度成正比。
具體實施例1
參見圖1，本發明一較佳實施例所述的一種二氧化矽含量分析裝置，包括：化學反應機構、比色計、中央控制機構；
所述的化學反應機構，包括用於存儲不同藥劑的若干藥箱、反應池8、採樣儲水箱4，其中，所述藥箱至少包括用於存儲鉬酸銨試劑、草酸試劑的第一藥箱11以及用於存儲1-2-4酸的第二藥箱12，各所述藥箱通過各自連接的藥液輸液管與所述反應池連通，各所述的藥液輸液管上分別設有加藥泵9、10；所述採樣儲水箱中設有液位計15，所述採樣儲水箱通過若干路採樣輸入管路連通含有二氧化矽的水樣機構，所述的採樣輸入管路上設有第一電磁閥2和調節閥3；所述採樣儲水箱通過樣本輸液管與所述反應池連通，所述樣本輸液管上設有第二電磁閥6；
比色計設置在所述反應池的側面，對矽鉬藍溶液的顏色進行測量；
數據處理機構，分別與化學反應機構的第一電磁閥、第二電磁閥、調節閥、加藥泵以及液位計相連，根據預定的程序控制第一電磁閥、第二電磁閥、調節閥、加藥泵、液位計的工作狀態。
還包括與所述數據處理機構連接的用於顯示比色計輸出的顏色數據圖譜的液晶顯示屏。
還包括與所述數據處理機構連接的用於顯示比色計結果的液晶顯示屏。
所述的藥液輸液管上設有加熱裝置，所述加熱裝置設置在藥箱與加藥泵之間，所述加熱裝置與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
所述樣本輸液管上設有加熱裝置，所述加熱裝置與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
所述反應池內設有磁力攪拌器，所述磁力攪拌器7與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
所述的採樣儲水箱以及反應池均連接有排洩閥5，所述反應池的排洩閥和反應池之間還連接有排洩泵14，所述的排洩閥排洩泵均與所述數據處理機構相連，接收所述數據處理機構的控制。
具體實施例2
本發明一較佳實施例所述的一種測定水體中矽含量的檢測方法，利用上述具體實施例1所述的二氧化矽含量分析裝置採用如下步驟進行分析，所述步驟具體包括：
數據處理機構按照預定的程序控制所述的採樣輸入管路上的第一電磁閥和調節閥的開啟度以調節二氧化矽的水樣機構的水樣以預定流速輸入採樣儲水箱，當液位計測量到採樣儲水箱中的水位達到預定水位時，停止向採樣儲水箱中輸入水樣；
數據處理機構通過控制第二電磁閥的開度將採樣儲水箱中的水樣輸入反應池中，數據處理機構控制加藥泵的工作狀態以使鉬酸銨試劑注入反應池，控制磁力攪拌裝置進行攪拌，樣水與鉬酸銨、草酸試劑充分反應生成鉬酸黃溶液；
1-2-4酸進入反應池中與鉬酸黃溶液進行反應，所述比色計採集所述矽鉬藍溶液的顏色數據輸出至數據處理機構；
所述數據處理機構根據所述顏色數據進行數據處理、分析測量出水樣中的矽離子含量。
還包括採用加熱裝置對水樣、鉬酸銨試劑以及1-2-4酸進行加熱的步驟。
鉬酸銨、草酸、1-2-4酸的質量比為：(30～100)：(20～50)：(5～30)。
本發明：1.靈敏度高、選擇性好的顯色劑(還原劑)。2.合適的掩蔽劑，消除磷酸鹽離子等的幹擾。3.合適的表面活性劑，使樣品池壁產生的空氣泡減少到最小。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，並不用於限制本發明，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。