一種測定矽含量的方法

2023-10-28 01:34:12

專利名稱：一種測定矽含量的方法
技術領域：
本發明涉及一種測定矽含量的方法，特別涉及用化學發光法測定蒸汽、水及金屬中二氧化矽含量。
化學發光法是用於檢測水中矽含量的一種公知方法，該方法一般採用的有如下兩種方式1、利用矽酸鹽形成的具有氧化活性的矽鉬酸氧化魯米諾產生化學發光，測定水樣中的矽含量。此方法在前蘇聯出版的《分析化學雜誌》(1990年45卷3期第585頁)中，詳細報導了其檢測方法及結果;另有蘇聯國家發明證書(SU-1357841-A1)也介紹了用化學發光法檢測矽含量的一種方法。上述方法檢出限量為2.5μg/lSiO2，檢測分析最短時間為7～10分鐘。
2、利用矽酸根催化鉬酸銨氧化碘離子產生游離碘反應，借產生的單質碘氧化魯米諾產生化學發光，分析測樣中矽含量。此方法見於《冶金分析》(1988年第8卷第5期7頁)，其檢出限量為2μg/l SiO2，需要的分析時間更長，其中使碘離子被氧化成游離碘所需時間為15分鐘。
上述兩種公知的檢測矽含量的方法是用特定檢測裝置完成的，不僅存在取樣檢測分析反應時間長，檢出結果時間滯後量大的問題，更重要的是上述化學發光反應的發光強度十分微弱，需要藉助高靈敏度的檢測儀器，才能完成待測水樣矽含量檢測任務。而且檢出限量高，檢測靈敏度低。因此，利用上述化學發光法檢測矽含量，客觀上根本無法滿足工業化學分析隨機取樣、快速靈敏分析測定結果的要求。
本發明旨在克服上述現有技術存在的檢測靈敏度低、反應時間長的缺點，其目的是提供一種新的靈敏快速檢測矽含量的化學發光法。
本發明是基於採用鉬酸銨做檢測試劑，事先配製成一定濃度的試劑溶液，與待測定的水樣中的矽發生反應，生成二元雜多酸含矽體系。用該二元雜多酸氧化魯米諾或其衍生物，產生化學發光，通過特定的檢測裝置測定上述化學發光強度，達到檢測水樣中矽含量的目的。上述檢測分析中，化學發光反應釋放出的光子數量與水樣中矽含量大小成比例。採用現有的分析方法及檢測裝置，當水樣中矽含量低於2μg/l SiO2時，就無法進行矽含量測定。因此，現有的矽含量檢測分析方法的靈敏度較低，而且時間過長。本發明仍基於上述化學發光原理，單獨或混合使用含鉬或含釩化合物，以及含銻-鉬或礬-鉬化合物做為檢測試劑，並配製成一定濃度的含有上述化合物的檢測溶液。將該檢測溶液與待測水樣混均，反應生成二元或三元雜多酸含矽體系，包括矽-鉬體系、矽-釩體系、矽-銻-鉬及矽-釩-鉬體系。本發明的特徵之一是用上述二元雜多酸或三元雜多酸含矽體系氧化魯米諾或其衍生物過程中，加入了化學發光增強劑溶液，該增強劑溶液可大大提高上述化學發光反應的發光強度，既使待測水樣矽含量低於2μg/l SiO2時，使用化學發光增強劑也可正常進行檢測，提高了檢測靈敏度。本發明的實際檢測結果，SiO2的檢出限量可達0.5μg/l，與現有的檢測方法比較，其檢測靈敏度可提高几倍。
本發明上述的化學發光增強劑可採用羅丹明及其衍生物、香豆素及其衍生物或瑩光素系列。上述增強劑可單獨或混合使用，配製成發光增強溶液。該增強溶液可在用多元雜多酸氧化魯米諾或其衍生物時直接加入，亦可在配製魯米諾或其衍生物溶液時，按一定比例加入增強溶液，配製成含有增強劑的魯米諾或其衍生物的混合液，提高化學發光強度。
本發明上述方法可以精確地測定待測水樣中的矽含量，而且測定靈敏度極高。但是如同常規的化學發光法一樣，上述技術內容仍存在分析反應時間長問題，其原因是上述檢測溶液與待測水樣反應三成二元或三元雜多酸所需的反應時間過長。很顯然，要縮短上述反應時間，最有效途徑是激活上述反應，即縮短生成多元雜多酸時間。本發明較好地解決了這一問題，其特徵之二是上述生成多元雜多酸含矽體系反應中加入了有激活作用的含氧有機溶劑。上述含氧有機溶劑可在檢測溶液與待測水樣混合時直接加入，亦可在事先配製好的、一定濃度的含上述檢測試劑的溶劑加入適量的含氧有機溶劑，配製成混合溶液。在上述有機溶劑的激活作用下，檢測溶液與待測水樣中的矽快速反應生成多元雜多酸含矽體系，再用該多元雜多酸氧化魯米諾或其衍生物，產生化學發光。以上兩種化學反應均是在瞬間完成的，從而使測定矽含量的分析時間大大縮短，測定分析所需時間幾乎與取樣時間同步，檢測結果完全可以及時反映工業生產實際。
本發明使用的有激活作用的含氧有機溶劑可採用醇類、酮類、醚類、常用的包括甲醇、乙醇、丙醇等。採用酮類或醚類作含氧有機溶劑時，應沒法使其與其它溶液保持均勻。
採用上述化學發光增強劑和含氧有機溶劑，可使分析時間在幾秒鐘內完成，提高測定速度數百倍，本發明中使用的各種溶液的濃度及其加入量，應隨待測水樣中矽含量高低適量調整。
以下結合本發明上述方法介紹一種測定水樣中低濃度矽含量的具體實施例及其分析方法。
1、試劑製備混合檢測溶液A取2g鉬酸銨，50mg釩酸銨溶於50mg高純水中，待上述試劑全部溶解後，加入40ml無水乙醇，再用高純水稀釋至100ml搖均，用濃H2SO4調pH值至2～4裝入專用注射器內備用。
增強劑溶液B用高純水配製0.5N的NaOH水溶液，加入羅丹明使溶液中羅丹明含量為1×10-1mol/l，混均後備用。
發光劑溶液C用高純水配製0.5N的NaOH水溶液，加入魯米諾使溶液中魯米諾含量為1×10-3mol/l，混均後備用。
混合溶液D將溶液B與溶液C按體積1∶1混合均勻，裝入另一支專用注射器內備用。
2、分析方法取待測水樣2ml，注入特製的化學發光反應檢測儀的發光反應皿內，先注入溶液A0.35ml，隨即迅速注入溶液D1ml。此時，化學發光反應檢測儀即顯示出發光強度的峰值，與檢測儀相連接的記錄儀同時記錄出發光強度-時間曲線，通過該曲線可直接確定待測水樣的矽含量。
本方法檢出限量為0.5μg/l SiO2，濃度在0～50μg/l範圍內具有很好的線性。溶液中所含的Na+、Cl-、NH+4對檢測結果無幹擾，磷酸鹽對SiO2的幹擾可以採用公知的加酒石酸或檸檬酸或草酸的方法使之幹擾大為減少。
本發明上述各種試劑的使用與其配製濃度無特殊要求，基本與實施例介紹的配製及分析方法相同，為此不再一一介紹。本發明所提供的化學發光方法適用於檢測蒸汽、水及金屬中矽含量，它為工業流程分析和實驗室分析及時、連續測定矽含量提供了一種簡捷、準確的測試方法。
權利要求
1.一種測定矽含量的方法，該方法利用待測水樣中的矽與事先配製成一定濃度的檢測試劑溶液反應，生成多元雜多酸含矽體系，再用上述雜多酸氧化魯米諾或其衍生物，產生化學發光反應，其特徵是上述化學發光反應中加入了化學發光增強劑溶液。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵是所說的生成多元雜多酸反應中加入了具有激活作用的含氧有機溶劑。
3.按權利要求1所述的方法，其特徵是所說的化學發光增強劑採用羅丹明及其衍生物、香豆素及其衍生物或瑩光素系列配製而成。
4.按權利要求2所述的方法，其特徵是所說的含氧有機溶劑為醇類、酮類及醚類，其中甲醇、乙醇、丙醇最為常用。
5.按權利要求1所述的方法，其特徵是所說的檢測試劑可單獨或混合使用含鉬或含釩化合物，以及含銻-鉬或釩-鉬化合物。
全文摘要
一種測定矽含量的方法，該方法基於化學發光法原理，其特點是在二元或三元雜多酸氧化魯米諾或其衍生物反應中加入了化學發光增強劑，提高化學發光強度。本發明還可在檢測溶液與待測水樣反應中加入有激活作用的含氧有機溶劑，促使上述反應快速進行，縮短分析時間。本方法克服了傳統化學發光法存在的檢測時間長，靈敏度低的缺點，可使檢測光強峰值提高4～5倍，檢出限量為0.5μg/1SiO
文檔編號G01N21/76GK1091828SQ9310064
公開日1994年9月7日 申請日期1993年1月5日 優先權日1993年1月5日
發明者王守志, 陳義新 申請人:陳義新