專利名稱：：離子色譜法測試硫化鋅粉體中硫酸根含量的試樣處理方法
技術領域：
：本發明屬于化學分析測試
技術領域：
，涉及離子色譜法測定固體試樣中硫酸根含量，特別涉及硫化鋅粉體中硫酸根含量的測定。二、
背景技術：
硫化鋅作為一種紅外光學材料的原料，其粉體中含有少量的硫酸根，硫酸根的存在影響熱壓多晶材料的紅外光學性能。因此，準確測定其中的硫酸根含量對于硫化鋅的質量控制具有重要意義。硫化鋅中的硫元素主要是與鋅結合的低價態硫(S2—)和少量以ZnSO.，雜質形式存在的高價態硫(S0/—)，硫酸根在硫化鋅中的存在形式包括吸附在硫化鋅表面的硫酸根和被包裹在硫化鋅晶粒中的硫酸根，由于大量低價態硫的存在，影響高價態硫含量的測試準確性，必須將硫酸根從主體材料中完全分離出來，方可采用合適的手段如儀器分析方法等進行測定。"離子色譜法測定固體樣品中雜質離子的樣品處理方法"(《色譜》Vol.22No.1，2004年)一文介紹了一種硫化鋅樣品中SOZ+的測試前的樣品處理方法，采用熱的去離子水浸泡樣品，將硫化鋅中的硫酸根轉移到水相中，采用陰離子色譜法測定。該處理方法可以將硫化鋅顆粒表面吸附的硫酸根轉移到水相中，但無法解決被包裹在硫化鋅晶粒中的硫酸根的轉移問題，只能測出硫化鋅中的部分硫酸根(見對比例一)。用鹽酸溶解硫化鋅試樣，可以將硫酸根完全釋放到溶液中，采用陰離子色譜法測定溶液中的硫酸根含量。由于體系中含有溶入水中的硫化氫、大量的鋅離子、大量的氯離子，硫化氫在水中有被水中溶解氧氧化為中間價態如亞硫酸根、硫代硫酸根甚至最高價態硫酸根離等的可能，從而干擾硫酸根離子的測定，溶液中大量的鋅離子能與色譜柱的流動相(氫氧化鈉、碳酸氫鈉混合溶液)形成沉淀堵塞分離柱，溶液中大量的氯離子的存在可使其色譜峰信號延伸到硫酸根離子出峰位置，影響硫酸根測試準確度，在將溶液稀釋的情況下，硫酸根的色譜信號太小，也影響測試準確度。GB/T14642-93"離子色譜測定工業循環冷卻水及鍋爐水中硫酸根的方法"提供了一種采用離子交換樹脂消除溶液中大量氯離子的方法，R-Ag柱價格昂貴，綜合成本較高。"氧化銀作沉淀劑消除基體中氯離子干擾的離子色譜方法"(《分析化學》，2006年第6巻第7期，)中，在測定l。/。的NaCl、KC1、NHX1溶液中的硫酸根含量時，介紹了采用與Cl當量比為1:1.8的固體氧化銀處理溶液，使氯離子與氧化銀反應生成沉淀，排除氯離子對硫酸根的干擾。三、
發明內容本發明提供一種適合于采用陰離子色譜法測定硫化鋅中硫酸根含量的試樣處理方法。本發明是這樣實現的，用一定濃度的鹽酸溶解硫化鋅試樣，將其中的硫酸根完全釋放到溶液中；向溶液中通入惰性氣體，逐出反應產生的硫化氫；堿中和調整溶液pH值并沉降溶液中的鋅離子；用固體氧化銀沉淀溶液中氯離子；最后真空抽吸過濾，濾液用于陰離子色譜法測定硫酸根含量。基本原理和處理步驟包括1)用過量的鹽酸溶解硫化鋅試樣，將硫酸根完全釋放到溶液中；ZnS(SO/—)+HC1(過量)一Zn++C1—+H2S個+SO廣2)通入惰性氣體，將反應過程中產生的硫化氫逐出溶液；3)加入堿調節溶液PH值在7-12之間，沉淀鋅離子；Zn++Cl—2+OH——CI—+Zn(0H)2I+H204)用氧化銀沉淀氯離子；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>5)過濾濾液用于硫酸根含量測試。本發明涉及的試樣處理方法中作為溶劑使用的鹽酸的濃度一般在10mol/L12mol/L之間，與所溶解試樣摩爾比在3:16:1之間，以恰好使硫化鋅試樣完全溶解為最好。本發明涉及的試樣處理方法中脫H,S用惰性氣體為高純氣體，包括但不限于氮氣、氬氣、氦氣中的一種。通氣時間一般在5min15min，驅除溶解過程中產生的硫化氫。本發明涉及的試樣處理方法中用于中和并沉淀鋅離子的堿為強堿，選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或它們的混合物，中和后溶液的pH值介于712之間。本發明涉及的試樣處理方法中用于沉降氯離子的氧化銀與氯離子摩爾數比介于0.5:12:1之間，反應時間為0.5hlh。通過采用本發明涉及的試樣處理方法，可以將硫化鋅中的硫酸根完全轉移到水相中，并消除其他陰離子如亞硫酸根離子、硫代硫酸根離子、氯離子和鋅離子的干擾，大大提高了測量的準確度和重復性，重復試驗相對標準偏差小于2%，加標回收率95%以上，重復試驗加標回收率穩定，相對標準偏差小于2%。四具體實施方式下面結合實施例對本發明涉及的試樣處理方法進行詳細描述，但不作為對本發明的限制。實施例中所用硫化鋅粉體為同一硫化鋅樣品。對比例一采用去離子水浸泡硫化鋅，將硫化鋅中的硫酸根轉移到水相中；采用陰離子色譜測定溶液中硫酸根含量，處理條件和實驗結果見附表l。從表中數據看出不同處理方法、不同處理時間得到不同的測試結果，并且隨處理時間延長，測定結果增大。證明該方法難以將試樣中的硫酸根完全浸出。實施例一準確稱取lg硫化鋅試樣，加入10mol/L鹽酸3ml，通入高純氮氣5min，50ml定容，取20ml溶液2份，一份不加標，一份加入1000ppm硫酸根標準溶液lml，2份溶液均加入lmol/L氫氧化鈉12ml，pH達到7，加入5.5g氧化銀，攪拌反應30min，抽吸過濾，100ml定容。測定濾液中硫酸根濃度，計算硫化鋅中硫酸根含量和加標回收率，結果見附表2。硫化鋅粉體中硫酸根百分含量的計算，按式(1)進行。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>.................................(1)4000.附，加標回收率按式(2)進行。式中X~~硫化鋅粉體中硫酸根百分含量；/——加標回收率；mi——硫化鋅粉體的取樣量，g;Ci——未加標濾液中的硫酸根濃度，mg/L;ci+——加標試樣中的硫酸根濃度，mg/L。實施例二準確稱取lg硫化鋅試樣，加入10m。l/L鹽酸3.5ml，通入高純氮氣10min，50ml定容，取20ml溶液2份，一份不加標，一份加入1000卯m硫酸根標準溶液lml，2份溶液均加入lmol/L氫氧化鈉14ml至氫氧化鋅沉淀完全，PH達到8，加入4.9g氧化銀，攪拌反應40min，抽吸過濾，100ml定容。測試濾液中硫酸根濃度，計算硫化鋅中硫酸根含量和加標回收率，結果見附表3。硫化鋅粉體中硫酸根百分含量及加標回收率的計算按實施例一。實施例三準確稱取lg硫化鋅試樣，加入llmol/L鹽酸3.6ml，通入高純氮氣10min，50ml定容，取20ml溶液2份，一份不加標，一份加入1000ppm硫酸根標準溶液lml，2份溶液均加入lmol/L氫氧化鈉16.5ml至氫氧化鋅沉淀完全，PH達到9,加入3.7g氧化銀，攪拌反應40min，抽吸過濾，100ml定容。測試濾液中硫酸根濃度，計算硫化鋅中硫酸根含量和加標回收率，結果見附表4。硫化鋅粉體中硫酸根百分含量及加標回收率的計算按實施例一。實施例四準確稱取lg硫化鋅試樣，加入12mol/L鹽酸3.75ml，通入高純氮氣lOmin，50ml定容，取20ml溶液2份，一份不加標，一份加入誦卯m硫酸根標準溶液lml，2份溶液均加入lmol/L氫氧化鈉19ml至氫氧化鋅沉淀完全，PH達到10，加入3.1g氧化銀，攪拌反應50minh，抽吸過濾，100ml定容。測試濾液中硫酸根濃度，計算硫化鋅中硫酸根含量和加標回收率，結果見附表5。硫化鋅粉體中硫酸根百分含量及加標回收率的計算按實施例一。實施例五準確稱取lg硫化鋅試樣，加入12mol/L鹽酸5ml，通入高純氬氣15min，50ml定容，取20ml溶液2份，一份不加標，一份加入1000卯m硫酸根標準溶液lml，2份溶液均加入lmol/L氫氧化鉀25ml至氫氧化鋅沉淀完全，PH達到12，加入2.8g氧化銀，攪拌反應60min，抽吸過濾，100ml定容。測試濾液中硫酸根濃度，計算硫化鋅中硫酸根含量和加標回收率，結果見附表6。硫化鋅粉體中硫酸根百分含量及加標回收率的計算按實施例一。附表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>附表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>附表4<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>附表5<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>附表6<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>權利要求1一種鋅粉體中硫酸根含量的試樣處理方法，基本步驟包括1)溶解用過量的鹽酸將硫化鋅試樣完全溶解；ZnS(SO42-)+HCl(過量)→Zn++Cl-+H2S↑+SO42-2)脫H2S通入惰性的氣體，將反應過程中產生的硫化氫氣體逐出溶液；3)中和、沉淀鋅離子調節體系PH值在7-12之間，沉淀鋅離子Zn++Cl-+OH-→Cl-+Zn(OH)2↓+H2O4)沉淀氯離子用氧化銀沉淀氯離子Cl-+Ag2O+H2O→AgCl↓+OH-5)過濾濾液用于硫酸根含量測試。2.權利要求1所述的試樣處理方法，用于溶解硫化鋅試樣的鹽酸濃度為10mol/L12mol/L之間。3.權利要求1所述的試樣處理方法，鹽酸與所溶解試樣的摩爾比在3:16:1之間。4.權利要求1所述的試樣處理方法，用于驅除硫化氫的氣體為惰性氣體選自高純氮氣、氬氣、氦氣中的一種。5權利要求1所述的試樣處理方法，通入惰性氣體的時間一般為5min15min。6權利要求1所述的試樣處理方法，用于中和試樣并沉降鋅離子的的堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。7權利要求l所述的試樣處理方法，氧化銀與氯離子的摩爾數之比介于0.5:12:1之間。全文摘要本發明涉及離子色譜法測定硫化鋅粉體中硫酸根含量試樣處理方法。用一定濃度的酸將硫化鋅試樣完全溶解，使其中的硫酸根完全釋放到溶液中，再向溶液中通入惰性氣體，將反應產生的硫化氫氣體逐出溶液，避免后續試樣處理過程產生復雜反應干擾測定，以一定濃度的堿中和溶液調整pH值并沉降溶液中的鋅離子，再向溶液中加入一定量的氧化銀，使氯離子從溶液中沉淀出來，最后真空抽吸過濾沉淀物，采用陰離子色譜測定濾液中硫酸根離子含量。通過該方法，可準確的測出硫化鋅中硫酸根含量，重復性好，相對標準偏差小于2％，加標回收率95％以上，重復試驗加標回收率穩定，相對標準偏差小于2％。文檔編號G01N1/34GK101403664SQ20071011596公開日2009年4月8日申請日期2007年12月24日優先權日2007年12月24日發明者姜維維,雨張,李新開,王清海申請人:中國兵器工業集團第五三研究所