一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法
2023-05-20 03:56:46 1
專利名稱：一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法
技術領域：
本發明涉及一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法。
背景技術：
具有B-O-C鍵或B-O-Si鍵結構的硼酸酯類化合物主要用於有機硼化合物的合成及高純硼的製備，也可以作為有機溶劑、增塑劑、催化劑、焊接助熔劑、阻燃劑及聚合物的穩定劑等。如硼酸三甲酯是合成含硼化合物的主要原料，也可用於生產硼氫化鈉和高級酯，還廣泛用於烯烴聚合、木材防腐、油和潤滑劑的添加劑等領域。近些年來，隨著鋰離子電池的廣泛使用，越來越多的各類化合物被篩選作為鋰離子電池的基礎材料，具有B-O-C鍵結構的硼酸酯類化合物可用作鋰離子電池電解液的有機溶劑，專利CN201080043358指出，使用硼酸酯類化合物B (OR) 3 (R為甲基、乙基、丙基、丁基等)可實現電解液粘度的降低，電導率的提高；具有B-O-Si鍵結構的硼酸酯類化合物則被驗證可用於鋰離子電池電解液添加劑。專利CN200710147760指出，使用硼酸酯類化合物添加劑可降低形成於電極表面上的SEI層(固態電解質膜)在低溫下的低溫電阻，從而提供電池高容量；專利CN200510069734指出，電解液中含有B-O-Si鍵的化合物，能抑制未反應的可聚合化合物在電極中反應，能抑制電池電阻增加並且能抑制容量降低。一般來說，水分是物質應用於電解液用途的一種不良雜質，會對鋰電池等電化學器件工作時的穩定性、循環性、壽命等多種性能有顯著影響，同時，硼酸酯類化合物本身也由於硼元素的缺電子性質，對水分敏感，易水解。因此為了保證硼酸酯類化合物的保存與使用效果，有必要對其水分含量進行檢測。卡爾費休法是最為常用的微量水分測定方法，其原理為樣品中水分定量參與卡爾費休試劑中碘與二氧化硫的氧化還原反應，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶。基於該原理，樣品 被局限於不能與卡爾費休試劑生成水、檢測中不能消耗碘或釋放碘的物質。硼酸酯類化合物可以與碘反應，因此無法直接採用卡爾費休法來測試水分含量。水分測定也可以採用氣相色譜法(配TCD檢測器)法來檢測，但是受TCD檢測器靈敏度的限制，水分含量測試精度不高，難以滿足電化學器件用電解液組分的檢測要求。因此，有必要開發一種能滿足硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法。本發明所採取的技術方案是:
一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，包括以下步驟:(1)將硼酸酯類化合物注入裝有乾燥劑的密封瓶中，混合5 60min，靜置後抽出液體；(2)注入有機溶劑，洗滌，靜置後抽出液體，重複該步驟3 5次；(3)採用卡式爐加熱，使用乾燥載氣將乾燥劑中揮發出的水分帶入卡爾費休水分儀，測定揮發水分重量；(4)稱取同批次相同重量乾燥劑重複步驟(2)、(3)進行空白試驗，得到空白水分重量；(5)硼酸酯類化合物中微量水分含量為揮發水分重量與空白水分重量的差值除以硼酸酯類化合物取樣重量。所述的硼酸酯類化合物、乾燥劑、注入的有機溶劑的總量三者的質量比為(0.5-1.5):1: (4-8)。所述的硼酸酯類化合物的通式如(I)或(2)所示:
B(OCmH2lrt)3 (I)
B
3 (2)
其中，m為1-6之間的整數，η為I或2。 所述的乾燥劑為無機乾燥劑。所述的無機乾燥劑為鉀、鈉、鎂、鈣的硫酸鹽、氯化物、氫氧化物中的至少一種。所述的無機幹 燥劑為無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的至少一種。所述的有機溶劑為能溶解硼酸酯類化合物的有機溶劑。所述的有機溶劑為苯、甲苯、四氯化碳、碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的至少一種。步驟(I)中，所述的混合時間為5 40min。本發明的有益效果是:本發明的測定方法操作簡單實用，檢驗結果重複性好，方法定量限至少可以達到5(^g/g，檢測結果重複性好，相對標準偏差在8%以下，檢測結果準確性高，加標回收率在85%-105%之間。
具體實施例方式一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，包括以下步驟:(1)將硼酸酯類化合物注入裝有乾燥劑的密封瓶中，混合5 60min,靜置後抽出液體；(2)注入有機溶齊U，洗滌，靜置後抽出液體，此步驟重複3 5次；(3)採用卡式爐加熱，使用乾燥載氣將乾燥劑中揮發出的水分帶入卡爾費休水分儀，測定揮發水分重量；(4)稱取同批次相同重量乾燥劑重複步驟(2)、(3)進行空白試驗，得到空白水分重量；(5)硼酸酯類化合物中微量水分含量為揮發水分重量與空白水分重量的差值除以硼酸酯類化合物取樣重量。所述的硼酸酯類化合物、乾燥劑、步驟(2)中注入的有機溶劑的總量(即步驟(2)重複3 5次過程中，所注入的有機溶劑的總量)三者的質量比為(0.5-1.5):1: (4-8)。優選的，三者的質量比為(0.8-1.2):1: (5.5_6.5)。所述的乾燥劑為無機乾燥劑。優選的，所述的無機乾燥劑為鉀、鈉、鎂、鈣的硫酸鹽、氯化物、氫氧化物中的至少一種。進一步優選的，所述的無機乾燥劑為無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的至少一種。所述的有機溶劑為能溶解硼酸酯類化合物的有機溶劑。優選的，所述的有機溶劑為苯、甲苯、四氯化碳、碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的至少一種。優選的，步驟(I)中，所述的混合時間為5 40min。步驟(I)的目的是使乾燥劑吸附硼酸酯類化合物中的水分；
步驟(2)的目的是利用與硼酸酯類化合物相容性比較好的有機溶劑洗脫掉殘存在密封瓶中的硼酸酯類化合物；步驟(4)的目的是得到空白水分重量；具體來說，只要重複步驟(2)、(3)進行空白試驗即可，即:向裝有乾燥劑的密封瓶中注入有機溶劑，將有機溶劑與乾燥劑進行充分混合(對應步驟(2)中的洗滌)，靜置後抽出液體，重複該步驟3 5次；採用卡式爐加熱，使用乾燥載氣將乾燥劑中揮發出的水分帶入卡爾費休水分儀，測定揮發水分重量；也即空白試驗的步驟、操作方法、原料及用量和(2)、(3)保持一致，只是未加入硼酸酯類化合物到密封瓶中。下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明:
實施例1:
一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，包括以下步驟:
(1)減量法稱取l.0g(精確至0.0OOlg)的硼酸三乙酯注入裝有已脫水處理的1.0g (精確至0.0OOlg)的硫酸鎂(水分含量< lOPg/g)的密封樣品瓶中，混合5min，靜置抽出液體；
(2)注入碳酸二甲酯(水分含量<15Pg/g)，洗滌，靜置後抽出液體，此步驟重複4次；其中，碳酸二甲酯的注入總量為6.0g (精確至0.0OOlg)，每次注入1.5g ；
(3)採用卡式爐(瑞士萬通860KF加熱爐)加熱，乾燥氮氣將揮發出水分帶入卡爾費休水分儀(瑞士萬通KFC-831庫侖法水分儀、MERCK庫侖法卡爾.費休試劑，貨號
1.09257.500)，測定揮發水分重量W1 (μδ)；
(4)稱取同批次相同重量乾燥劑重複步驟(2)、(3)進行空白試驗，得到空白水分重量Wtl(Mg);
(5)硼酸三乙酯中水分含量按下式計算，測定的結果為183.2Pg/g。C=( W1 -W0) /m ；
式中:W1—樣品中的水分結果W1, Pg ; Wtl—空白中的水分結果Wtl, μδ ； m—樣品的質`
量go實施例2:
測試三(三甲基矽烷)硼酸酯中的水分含量，乾燥劑使用無水氯化鈣(水分含量(lOPg/g)，用甲苯作溶劑，操作過程中混合時間為20min，其餘步驟按實施例1操作，作重複性實驗，測定三(三甲基矽烷)硼酸酯的水分含量為665.3Pg/g。
表三(三甲基鶴烷)硼酸_中_水分含量的檢測結果
權利要求
1.一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:包括以下步驟:(1)將硼酸酯類化合物注入裝有乾燥劑的密封瓶中，混合5 60min，靜置後抽出液體；(2)注入有機溶劑，洗滌，靜置後抽出液體，重複該步驟3 5次；(3)採用卡式爐加熱，使用乾燥載氣將乾燥劑中揮發出的水分帶入卡爾費休水分儀，測定揮發水分重量；(4)稱取同批次相同重量乾燥劑重複步驟(2)、(3)進行空白試驗，得到空白水分重量；(5)硼酸酯類化合物中微量水分含量為揮發水分重量與空白水分重量的差值除以硼酸酯類化合物取樣重量。
2.根據權利要求1所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的硼酸酯類化合物、乾燥劑、注入的有機溶劑的總量三者的質量比為(0.5-1.5):1: (4-8)。
3.根據權利要求1所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的硼酸酯類化合物的通式如(I)或(2)所示:B (OCmH2lrt)3 (I)B
3 (2) 其中，m為1-6之間的整數，η為I或2。
4.根據權利要求1所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的乾燥劑為無機乾燥劑。
5.根據權利要求4所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的無機乾燥劑為鉀、鈉、鎂、鈣的硫酸鹽、氯化物、氫氧化物中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的無機乾燥劑為無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的有機溶劑為能溶解硼酸酯類化合物的有機溶劑。
8.根據權利要求7所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:所述的有機溶劑為苯、甲苯、四氯化碳、碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於:步驟(I)中，所述的混合時間為5 40min。
全文摘要
本發明公開了一種硼酸酯類化合物中微量水分含量的測定方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將硼酸酯類化合物注入裝有乾燥劑的密封瓶中，混合5～60min，靜置後抽出液體；(2)注入有機溶劑，洗滌，靜置後抽出液體，重複該步驟3～5次；(3)採用卡式爐加熱，使用乾燥載氣將乾燥劑中揮發出的水分帶入卡爾費休水分儀，測定揮發水分重量；(4)稱取同批次相同重量乾燥劑重複步驟(2)、(3)進行空白試驗，得到空白水分重量；(5)硼酸酯類化合物中微量水分含量為揮發水分重量與空白水分重量的差值除以硼酸酯類化合物取樣重量。本發明的測定方法操作簡單實用，檢驗結果重複性好，方法定量限至少可以達到50μg/g，檢測結果重複性好。
文檔編號G01N5/04GK103245586SQ201310130548
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月15日 優先權日2013年4月15日
發明者孫伏恩, 陳曉軍, 王小雲 申請人:廣州天賜高新材料股份有限公司, 九江天賜高新材料有限公司