玻璃中化合物含量的測試方法
2023-12-08 08:02:21 1
玻璃中化合物含量的測試方法
【專利摘要】本發明提供一種測試結果準確的玻璃中化合物含量的測試方法，該方法包括以下步驟：1）稱取鹼助熔劑和待測玻璃粉，熔融後冷卻；2）浸出熔塊於容器內，滴加酸化液；3）加入碳酸鹽，煮沸過濾；4）製得標準溶液；5）測定標準溶液，然後測定樣品溶液；6）按公式計算得出三氧化二硼含量。本發明方法增加了碳酸鹽分離的步驟，非常適合含Al、Zr、Nb、Ta、W、Ti等元素的複雜光學玻璃中的三氧化二硼的測試；本發明用ICP-AES法測試，可有效避免滴定法中鉛、鋅、鋁等兩性元素對三氧化二硼含量測試幹擾，減少了分析程序，提高了分析效率，並減小了人為分析誤差，顯著提高測試的重複性和準確度。
【專利說明】玻璃中化合物含量的測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化學測試方法，尤其是涉及一種光學玻璃中三氧化二硼含量的測 試方法。
【背景技術】
[0002]目前，測定玻璃樣品中的三氧化二硼的含量多用鹼熔法，採用酸鹼滴定法測定。 GB/T1549-2008 「纖維玻璃化學分析方法」中提供了一種玻璃樣品測試及處理方法，將玻 璃樣品鹼熔後，加入碳酸鈣使硼形成更溶於水的硼酸鈣，與其它元素分離，然後再加入甘露 醇，使硼定量轉化成離解度較強的醇硼酸，以酚酞為指示劑，進行酸鹼滴定測試三氧化二硼 的含量。但是如果玻璃中含有鉛、鋅、鋁等兩性元素，而一般控制PH值的方法又很難將鋁、 鉛、鋅三者同時沉澱完全，即使加入碳酸鹽分離也分離不完全，影響測試結果的準確性。
[0003]「酸鹼中和滴定法測定玻璃中的三氧化二硼的改進」(《玻璃》，2000年27卷3期) 一文中採用EDTA (乙二胺四乙酸二鈉)絡合產生幹擾的兩性元素，減少幹擾元素的影響，增 加測定準確度。但是，由於EDTA本身是弱酸，過剩的EDTA也會參與酸鹼中和反應，影響測 試結果的準確性。
[0004]「含鋅鉛玻璃中三氧化二硼含量測試方法」 一文中採用的Ca-EDTA絡合兩性元素 鋅、鉛，並採用溴百裡香酚藍和苯酚紅混合指示劑，實現滴定終點準確控制，增加測定準確 度。但是該方法過於繁瑣，對酸度要求苛刻，只有在PH為7時，Ca-EDTA才能同時掩蔽鋅、 鉛，酸度很難控制，並先後使用了甲基紅、溴百裡香酚藍和苯酚紅混合指示劑，人為判斷誤差大。
[0005]「 ICP-AES 法同時測定玻璃組份中的 Ca、Mg、T1、Fe、Pb、Cd、A1、S1、B、Zn、Cu 元素」
(《分析測試技術與儀器》，2005年第11卷第2期)與「電感藕合等離子體原子發射光譜法測 定玻璃中硼」(理化檢驗-化學分冊，2010年第46卷)，前者採用氫氧化鈉熔融，後者採用氫 氧化鉀熔融，經酸化後，用ICP-AES法可測定玻璃中的硼，但複雜光學玻璃有的經酸化後溶 液仍有沉澱出現，幹擾玻璃組份中三氧化二硼測定，影響測試結果的準確性。
[0006]「 ICP — AES法測定硼矽酸鹽玻璃中的常量及微量元素」(化學分析計量2007年，第 16卷，第I期)一文中採用氫氧化鈉熔融，加入碳酸鈣分離後，用ICP-AES法測定硼，但用 鹼熔法分解高硼玻璃時，需要在標準溶液中加入與試液中相同量的氫氧化鈉以消除使用 鹼熔法分解樣品時引起的基體幹擾，否則影響測試結果的準確性。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種測試結果準確的玻璃中三氧化二硼含量 的測試方法。
[0008]本發明解決技術問題所採用的技術方案是:玻璃中化合物含量的測試方法，該方 法包括以下步驟:
[0009]I)稱取鹼助熔劑，熔融後冷卻，再稱取待測玻璃粉，均勻鋪在已熔化好的鹼助熔劑上，溶融後冷卻；
[0010]2)用熱水浸出坩堝中的熔塊於容器內，在容器中滴加酸化液，然後加入甲基紅指 示劑，繼續滴加酸化液至溶液呈紅色；
[0011 ] 3)加入碳酸鹽，煮沸，過濾；
[0012]4)取硼的標準貯備液，按照同樣條件加入上述步驟中的鹼助熔劑、酸化液和碳酸 鹽，控制鈉鹽或鉀鹽及酸化液的加入量與待測玻璃粉所用的量一致，製得標準溶液，保證標 準溶液與上述樣品溶液的酸度相同；
[0013]5)用等離子發射光譜儀測定標準溶液，儀器自動建立校準曲線，然後測定樣品溶 液，儀器自動計算樣品中硼元素的含量；
[0014]6)按下述公式計算得出三氧化二硼含量:
[0015](B2O3) %=3.2199*C*B*l(T7m*100%
[0016]其中:C為ICP-AES法測出的硼含量，(ug/mL)
[0017]B為樣品的稀釋倍數
[0018]m為樣品質量，g。
[0019]進一步的，步驟I)所述鹼助熔劑為3?6重量份。
[0020]進一步的，步驟I)所述待測玻璃粉為0.2?0.4重量份。
[0021]進一步的，步驟I)所述鹼助熔劑是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0022]進一步的，步驟2)所述在容器中滴加酸化液後，中和大部分鹼。
[0023]進一步的，步驟2)所述甲基紅指示劑為2?3滴。
[0024]進一步的，步驟2)所述酸化液為鹽酸或硝酸。
[0025]進一步的，在步驟2)後還有步驟:再滴加I滴酸化液使溶液呈酸性。
[0026]進一步的，步驟3)所述碳酸鹽為2?4重量份。
[0027]進一步的，步驟3)所述碳酸鹽為碳酸鈣或碳酸鋇。
[0028]本發明的有益效果是:本發明方法增加了碳酸鹽分離的步驟，即使含有Al、Zr、 Nb、Ta、W、Ti等元素，經過分離後，也不會干擾三氧化二硼的測試，非常適合含Al、Zr、Nb、 Ta、W、Ti等元素的複雜光學玻璃中的三氧化二硼的測試；本發明用ICP-AES法測試，可有 效避免滴定法中鉛、鋅、鋁等兩性元素對三氧化二硼含量測試幹擾，減少了分析程序，提高 了分析效率，並減小了人為分析誤差，顯著提高測試的重複性和準確度；本發明用ICP-AES 法測試，研究了標準樣品的配製、譜線幹擾等問題，並採用和基體匹配的方法消除基體的影 響，增加了測試結果的準確性。
【具體實施方式】
[0029]本發明方法包括以下步驟:
[0030]I)稱取3?6重量份的鹼助熔劑於銀坩堝或鎳坩堝中，熔融後，放入乾燥器中冷 卻，再稱取0.2?0.4重量份的待測玻璃粉，均勻鋪在已熔化好的鹼助熔劑上，於低溫下逐 漸升溫至600?700。。，熔融30?60min，冷卻；
[0031]2)用煮沸後的熱水浸出坩堝中的熔塊於容器內，再以煮沸的熱水吹洗坩堝及容器 內壁；在容器中滴加酸化液，中和大部分鹼，然後加入2?3滴甲基紅指示劑，繼續滴加酸化 液至溶液呈紅色，再過量滴加I滴酸化液使溶液呈酸性；[0032]3)慢慢加入2?4重量份的碳酸鹽，小心煮沸15?20min，趁熱以定性濾紙過濾， 再以熱的蒸餾水洗滌7?8次，濾液收集於容量瓶中，冷卻，定容至刻度線；
[0033]4)取硼的標準貯備液(1.000mg/mL國家標準GSB04-1716-2004)適量稀釋，配製硼 的標準系列溶液，按照同樣條件加入上述步驟中的鹼助熔劑、酸化液和碳酸鹽，控制鈉鹽或 鉀鹽及酸化液的加入量與待測玻璃粉所用的量一致，製得適當濃度的標準溶液，保證標準 溶液與上述樣品溶液的酸度相同，達到消除基體幹擾的目的；
[0034]5)用等離子發射光譜儀(ICP-AES)在儀器最佳工作條件下，測定標準溶液，儀器自 動建立校準曲線，然後在同一工作條件下，測定樣品溶液，儀器自動計算樣品中硼元素的含 量(ug/mL)；
[0035]6)按下述公式計算得出三氧化二硼含量:
[0036](B2O3) %=3.2199*C*B*l(T6/m*100%
[0037]其中:C為ICP-AES法測出的硼含量，(ug/mL)
[0038]B為樣品的稀釋倍數
[0039]m為樣品質量，g
[0040]上述鹼助熔劑是氫氧化鈉或氫氧化鉀；碳酸鹽為碳酸鈣或碳酸鋇；酸化液為鹽酸 或硝酸，其中，鹽酸濃度最好為6mol/L左右，硝酸濃度最好為8mol/L左右。
[0041]本發明在玻璃樣品鹼熔後，加入碳酸鹽使硼元素形成更溶於水的硼酸鹽，與其它 元素分離，對於溶液有沉澱出現的含鈮、鉭、鎢等元素的複雜光學玻璃，過濾後可用ICP進 行測定，可有效消除這些元素的幹擾，顯著提高測量的準確度。
[0042]相對於滴定法而言，本發明用等離子發射光譜法測試玻璃中三氧化二硼，即使鉛、 鋅沒分離完全也可有效避免滴定法中鉛、鋅、鋁等兩性元素對三氧化二硼含量測試幹擾，減 少了分析程序，提高了分析效率，減小了人為分析誤差。
[0043]本發明在配製硼的標準溶液時，控制鈉鹽或鉀鹽及酸化液的加入量，保證標準溶 液與樣品溶液的酸度相同，以消除使用鹼熔法分解樣品時引起的基體幹擾，通過方法可靠 性驗證試驗可知，試驗相對偏差小於0.5%，加標回收率達到95%以上。
[0044]實施例1
[0045]I)稱取3g氫氧化鈉於銀坩堝中，熔融後，放入乾燥器中冷卻，再稱取0.3g (精確 至0.0OOlg)的含鉛、鋅的待測玻璃粉，均勻鋪在已熔化好的氫氧化鈉上，於低溫下逐漸升溫 至600。。，熔融30min，冷卻；
[0046]2)用煮沸後的熱水浸出i甘禍中的熔塊於300mL燒杯內，蓋上表面皿,滴加濃度為 6mol/L的鹽酸，中和大部分鹼，然後加入2滴甲基紅指示劑，繼續滴加濃度為6mol/L的鹽酸 至溶液呈紅色，再過量滴加I滴鹽酸；
[0047]3)慢慢加入2g碳酸鋇，小心煮沸15min，趁熱以定性濾紙過濾，以熱的蒸餾水洗 滌7?8次，濾液收集於250mL容量瓶中，冷卻，定容至刻度線；吸取IOmL於IOOmL容量瓶 中，稀釋至刻度線，搖勻，供三氧化二硼的測定；
[0048]4)取硼的標準貯備液(1.000mg/mL國家標準GSB04-1716-2004)適量稀釋，配製硼 的標準系列溶液，按照同樣條件加入上述步驟中的氫氧化鈉、鹽酸和碳酸鋇，控制鈉鹽及鹽 酸的加入量與待測玻璃粉所用的量一致，製得標準溶液，保證標準溶液中鈉鹽及酸度與樣 品溶液相冋；[0049]5)在等離子發射光譜儀最佳工作條件下，測定上述標準溶液，儀器自動建立校準曲線，然後在同一工作條件下，測定樣品溶液，儀器自動計算樣品中硼元素的含量；
[0050]6)按下述公式計算得出三氧化二硼含量:
[0051](B2O3) %=3.2199*C*B*l(T6/m*100%
[0052]其中:C為ICP-AES法測出的硼含量，(ug/mL)
[0053]B為樣品的稀釋倍數
[0054]m為試樣質量，g
[0055]7)方法可靠性驗證試驗
[0056]對樣品重複測定六次，測定結果見下表。
[0057]
【權利要求】
1.玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟:1)稱取鹼助熔劑，熔融後冷卻，再稱取待測玻璃粉，均勻鋪在已熔化好的鹼助熔劑上， 溶融後冷卻；2)用熱水浸出坩堝中的熔塊於容器內，在容器中滴加酸化液，然後加入甲基紅指示劑， 繼續滴加酸化液至溶液呈紅色；3)加入碳酸鹽，煮沸，過濾；4)取硼的標準貯備液，按照同樣條件加入上述步驟中的鹼助熔劑、酸化液和碳酸鹽，控 制鈉鹽或鉀鹽及酸化液的加入量與待測玻璃粉所用的量一致，製得標準溶液，保證標準溶 液與上述樣品溶液的酸度相同；5)用等離子發射光譜儀測定標準溶液，儀器自動建立校準曲線，然後測定樣品溶液，儀 器自動計算樣品中硼元素的含量；6)按下述公式計算得出三氧化二硼含量:(B2O3) %=3.2199*C*B*l(T6/m*100%其中:C為ICP-AES法測出的硼含量，(ug/mL)B為樣品的稀釋倍數m為樣品質量，go
2.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟I)所述鹼助 熔劑為3?6重量份。
3.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟I)所述待測 玻璃粉為0.2?0.4重量份。
4.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟I)所述鹼助 熔劑是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟2)所述在容 器中滴加酸化液後，中和大部分鹼。
6.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟2)所述甲基 紅指示劑為2?3滴。
7.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟2)所述酸化 液為鹽酸或硝酸。
8.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，在步驟2)後還有 步驟:再滴加I滴酸化液使溶液呈酸性。
9.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟3)所述碳酸 鹽為2?4重量份。
10.如權利要求1所述的玻璃中化合物含量的測試方法，其特徵在於，步驟3)所述碳酸 鹽為碳酸鈣或碳酸鋇。
【文檔編號】G01N1/34GK103439313SQ201310358984
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】彭文俐, 楊峰, 羅良紅, 王琳琨 申請人:成都光明光電股份有限公司