微量硫化氫氣體快速檢測管的製作方法
2023-05-16 03:39:11 2
專利名稱：微量硫化氫氣體快速檢測管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微量硫化氫氣體檢測管的研製，包括載體和指示劑的選取，對 吸附有指示劑的載體進行不同乾燥程度的處理，以及進樣量的控制。
背景技術：
硫化氫是一種無色、劇毒、強酸性氣體。硫化氫主要來源於鋼鐵、煉油、造紙、 燃料、製藥、製革等多個生產過程，也常出現於沼氣池、煤礦、石油井、下水道、 汙水池等場所。硫化氫的毒性僅次於氰化物，是易致人死亡的有毒氣體。硫化氫不 僅嚴重威脅著人們的生命安全，而且還造成嚴重的環境汙染，對金屬設備造成嚴重 的腐蝕破壞。同時，硫化氫是提煉硫磺的重要原料，是國防和化學工業的寶貴資源。 因此，為確保人員的絕對安全，杜絕硫化氫中毒事故的發生，了解硫化氫氣體的來 源和危害，掌握硫化氫氣體的預防與處理知識和硫化氫檢測方法非常重要。
對硫化氫氣體的檢測方法有很多，主要有標準碘量法、亞甲基藍法、氣相色譜 法、醋酸鉛反應速率法、檢測管比色法等。
碘量法的主要缺點是對於低含量的硫化氫採樣時間較長，如對於ppb數量級的 樣品，取樣時間可能長達60min;亞甲基藍法只對硫化氫濃度較穩定的淨化天然氣 較為適合；氣相色譜法主要是對檢測器、標準氣和取樣技術有較高的要求；醋酸鉛 反應速率法要採用專用儀器來檢測硫化氫。這些測定方法，都有一個缺點就是使 用設備價格高，體積龐大，需要能源，很多時候不能實地進行測定，都需要先主動 採樣後再回實驗室進行分析，延長了分析時間，增大了分析誤差，尤其對於穩定性 不高的氣體。而檢測管比色法是一種比較快速的檢測方法，而且檢測管便於攜帶， 能夠在現場進行環境空氣中硫化氫的含量是否超標。檢測管比色法的作用類似於pH 試紙，主要是對準確度要求不高的場合。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種能對低濃 度硫化氫氣體進行快速測定的檢測管。本發明提供了矽膠或BaS04或兩者的混合物 作為載體，指示劑為醋酸鉛溶液或醋酸鉛和氯化鋇的混合液。對吸附有指示劑的載 體經乾燥或不乾燥或用無水乙醇脫水，裝入玻璃管中，對低濃度硫化氫氣樣進行檢具體方法如下
A. 載體的製備
矽膠的製備量取一定體積模數為3.18的水玻璃，和去離子水以1 : 4 1 : 8體 積比稀釋，用硫酸滴定，形成凝膠。通過控制硫酸的用量，形成pl^7 11的凝膠。 凝膠先用大量自來水衝洗再以去離子水洗滌至p1^7，濾液中無SO^存在。抽濾， 置於100 20(TC恆溫烘箱中乾燥1 4h，製得矽膠待用。
硫酸鋇的製備稱取一定質量的氯化鋇，溶解於去離子水中，配製成濃度為0.2 2.0mol/L氯化鋇溶液，加入硫酸至沒有沉澱生成，攪拌10 60min，用去離子水洗 滌至濾液中無SO^存在。抽濾，置於100 20(TC恆溫烘箱中乾燥1 4h，製得BaS04 待用。
B. 吸附指示劑的製備
載體吸附醋酸鉛指示劑的製備將5 15mL甘油加入到10 50mL濃度為0.1 0.5mol/L的醋酸鉛溶液中，混合均勻，將2 10g載體加入混合液中，攪拌使之充分 混合，在室溫下暗處放置10 24h，抽濾，控制乾燥條件。
載體吸附醋酸鉛和氯化鋇指示劑的製備將5 15mL甘油加入10 50mL到濃 度為0.1 0.5mol/L的醋酸鉛溶液和10 50mL濃度為0.1 0.5mol/L的氯化鋇溶液 的混合液中，混合均勻，將2 10g載體加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室 溫下暗處放置10 24h，抽濾，控制乾燥條件。
C. 檢測管的製備將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中， 並標號，製得H2S氣體檢測管。
D. 硫化氫氣樣的製備用FeS和稀H2S04反應製得，用注射器(容積為5mL) 分別抽取不同體積的純H2S，混以一定比例的大量空氣，配成體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、 0.006%和0.008%的H2S氣樣，用氣相色譜法標定濃 度。
E. 硫化氫的檢測用注射器吸取不同濃度的H2S氣體，分別注入各檢測管中，
通氣量為50mL，通氣時間為lmin。根據各檢測管顏色變化不同，可製得標準比色 列板。
與現有技術相比，本發明具有以下特點
(l)本發明的微量硫化氫氣體檢測管採用硫酸鋇作載體時效果更好。(2) 本發明的微量硫化氫氣體檢測管採用硫酸鋇吸附醋酸鉛和氯化鋇混合液作 為指示劑，在氯化鋇的存在下，有部分醋酸鉛轉化成氯化鉛，促進了鉛的沉積，有 利於硫酸鋇對鉛的吸附，增大了硫酸鋇表面吸附鉛的濃度，提高檢測的靈敏度。
(3) 本發明的微量硫化氫氣體檢測管控制了合適的乾燥條件，對吸附有指示劑的 載體用無水乙醇洗滌可降低載體表面水分含量，不乾燥，可以保證載體表面合適的 溼度，能夠提高檢測的靈敏度。
(4) 本發明的低濃度硫化氫氣體檢測管採樣時間短、進樣量少。有關快速測定管 法文獻報導的通氣量都較大，通常採用l.OL的採氣袋。而本發明的檢測管通氣量僅 為50mL，提高了檢測靈敏度。
(5) 本發明的低濃度硫化氫氣體檢測管簡便、快捷、便於攜帶、靈敏度高、且價 格低廉，所選用指示劑易得，對環境汙染小。能夠在現場對環境空氣中硫化氫的含 量是否超標進行檢測，主要是用於對準確度要求不高的場合。
具體實施例方式
實施例1:
量取模數為3.18的水玻璃75mL，加去離子水300mL，攪拌10min。用硫酸滴 定，形成凝膠pl^8，凝膠先用大量自來水衝洗再以去離子水洗滌至p1^7，濾液中 無SO^存在。抽濾，置於12(TC恆溫烘箱中乾燥2h，製得矽膠。稱量2gPb(Ac)2'3H20 溶於20mL去離子水中，加入甘油10mL，混合均勻，將5g矽膠加入混合液中，攪 拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h，抽濾，在恆溫烘箱中6(TC下乾燥lh。將 吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通入體積分 數為0.000%、 0.001%、 0.002% 、 0.004%、 0.006%和0.008%的H2S氣樣。樣品量 為50mL，通氣時間為lmin。實驗結果表明，當通入體積分數為0.006%和0.008% 的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，因此，檢出限為0.006%，約為90mg/m3。
實施例2:
與實施例1對比，改變指示劑和乾燥條件。稱量2gPb(Ac^3H20和lgBaCl2'2H20 分別溶解於20mL去離子水中，將醋酸鉛溶液和氯化鋇溶液混合，加入甘油10mL， 混合均勻，將5g矽膠加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h， 抽濾。將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通 入體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、 0.006%和0.008%的H2S氣樣。 樣品量為50mL，通氣時間為lmin。實驗結果表明，當通入體積分數為0.004%及更
5高濃度的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，檢出限為0.004%，約為60mg/m3。實施例3:
稱量30gBaC1^2H2O溶解於lOOmL去離子水中，加入硫酸至沒有沉澱生成，攪拌30min，用去離子水洗漆至濾液中無S(V-存在。抽濾，置於12(TC恆溫烘箱中乾燥2h，製得BaS04。稱量2gPb(Ac)2'3H2O溶於20mL去離子水中，加入甘油10mL，混合均勻，將5gBaS04加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h，抽濾，在恆溫烘箱中6(TC下乾燥lh。將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通入體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、0.006X和0.008X的H2S氣樣。樣品量為50mL，通氣時間為lmin。實驗結果表明，當通入體積分數為0.004%及更高濃度的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，檢出限為0.004%，約為60mg/m3。
實施例4:
與實施例3對比，改變指示劑和乾燥條件。稱量2gPb(Ac)2*3H20和lgBaCl2.2H20分別溶解於20mL去離子水中，將醋酸鉛溶液和氯化鋇溶液混合，加入10mL甘油，將5gBaS04加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h，抽濾。將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通入體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、 0.006%和0.008%的H2S氣樣。樣品量為50mL，通氣時間為lmin。。實驗結果表明，當通入體積分數為0.002%及更高濃度的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，檢出限為0.002%，約為30mg/m3。
實施例5
與實施例4對比，改變指示劑濃度和乾燥條件。稱量4gPb(Ac)2，3H20和2gBaCl,2H2O分別溶解於20mL去離子水中，將醋酸鉛溶液和氯化鋇溶液混合，加入10mL甘油，將5gBaS04加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h，用無水乙醇洗滌，抽濾。將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通入體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、 0.006%和0.008%的H2S氣樣。樣品量為50mL，通氣時間為lmin。實驗結果表明，當通入體積分數為0.001 %及更高濃度的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，檢出限為0.001%，約為15mg/m3。
實施例6
矽膠和硫酸鋇混合物作為載體。稱量4gPb(Ac)2.3H20和2gBaCl2.2H20分別溶解於20mL去離子水中，將醋酸鉛溶液和氯化鋇溶液混合，加入10mL甘油，將5g矽膠和5gBaS04加入混合液中，攪拌使之充分混合，在室溫下暗處放置16h，用無水乙醇洗滌，抽濾。將吸附有指示劑的載體裝入6支直徑為4mm的玻璃管中，並標號，分別通入體積分數為0.000%、 0.001%、 0.002%、 0.004%、 0.006%和0.008X的H2S氣樣。樣品量為50mL，通氣時間為lmin。實驗結果表明，當通入體積分數為0.002%及更高濃度的氣樣時，檢測管有顯著的顏色變化，檢出限為0.002%，約為30mg/m3。
權利要求
1.一種微量硫化氫氣體快速檢測管，其特徵在於，管體內裝吸附有氣體檢測指示劑的載體。載體為矽膠或硫酸鋇或兩者的混合物；指示劑為載體表面吸附的醋酸鉛溶液或載體表面吸附的醋酸鉛和氯化鋇的混合液；載體吸附指示劑並加入甘油作潤溼劑後，得到不同的H2S氣體檢測管。
2. 根據權利要求1所述的微量硫化氫氣體快速檢測管，其特徵是，模數為2.0 3.2的水玻璃和去離子水以1 : 4 1 : 8的體積比稀釋，用硫酸滴定形成pH=7 ll凝膠，水洗、抽濾、在100 20(TC下乾燥1 4h，得pH-7的矽膠。
3. 根據權利要求1所述的微量硫化氫氣體快速檢測管，其特徵是，濃度為0.2 2.0mol/L的氯化鋇溶液中加入硫酸至沒有沉澱生成，攪拌10 60min，用去離子水洗、抽濾、在100 20(TC下乾燥1 4h，得硫酸鋇。
4. 根據權利要求1所述的微量硫化氫氣體快速檢測管，其特徵是，將5 15mL甘油加入到10 50mL濃度為0.1 0.5mol/L的醋酸鉛溶液中，將2 10g載體加入到該混合液中室溫下暗處放置10 24h後，製得載體表面吸附醋酸鉛指示劑。
5. 根據權利要求1所述的微量硫化氫氣體快速檢測管，其特徵是，將5 15mL甘油加入到10 50mL濃度為0.1 0.5mol/L的醋酸鉛溶液和10 50mL濃度為0.1 0.5mol/L的氯化鋇溶液的混合液中，將2 10g載體加入到該混合液中室溫下暗處放置10 24h後，製得載體表面吸附醋酸鉛和氯化鋇指示劑。
6. 根據權利要求1所述的微量硫化氫氣體檢快速測管，其特徵是，載體吸附指示劑並加入甘油作潤溼劑後進行乾燥或者用無水乙醇洗滌，乾燥溫度不超過75°C，乾燥時間不超過2h。
全文摘要
本發明涉及一種低濃度硫化氫氣體檢測管。選硫酸鋇、矽膠或兩者的混合物作為載體；醋酸鉛溶液和氯化鋇溶液作為顯色劑；甘油作為潤溼劑，控制乾燥條件得到不同的檢測指示劑。利用不同濃度的硫化氫氣樣通入檢測管中，顯色劑變色的不同來確定其硫化氫氣體的含量。該檢測管結構簡單，分析快速，價格低廉，便於攜帶。能夠在現場對環境空氣中硫化氫的含量是否超標進行檢測。經過應用實驗表明該檢測管具有較高的靈敏度，基本上達到國家標準要求。
文檔編號G01N21/77GK101672790SQ20091009354
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月13日 優先權日2009年10月13日
發明者萬平玉, 王梅英, 賈紅霞, 鑫 金, 陳詠梅 申請人:北京化工大學