超細(xì)三氧化二銻水萃液電導(dǎo)率測定方法的探討

趙佐華，韋 華，周素蓮

(1. 桂林理工大學(xué)南寧分校冶金與資源工程系，廣西 南寧 530001；2. 廣西華銻化工有限公司，廣西 南寧 530221)

三氧化二銻是重要的無機(jī)阻燃劑之一，它與鹵系阻燃劑并用可以大大提高鹵系阻燃劑的效能[1]，故廣泛應(yīng)用于化纖塑料、涂料、橡膠、建材、電子、玻璃紡織及化工行業(yè)。三氧化二銻顆粒大小及分布狀況對阻燃制品的物理性能和化學(xué)性能以及阻燃效果影響很大。加入阻燃制品中的三氧化二銻粒度愈細(xì)，阻燃效果愈顯著，對制品原有的抗沖擊強(qiáng)度、抗拉伸強(qiáng)度等物理性能影響愈小。此外，三氧化二銻還具有催化特性，該特性要求三氧化二銻粒度細(xì)小、純度高、表面化學(xué)活性高[2]。目前應(yīng)用的超細(xì)三氧化二銻為電子級三氧化二銻，粒度小于0.5 μ m，純度一般大于99.8%。

電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。純水電導(dǎo)率很小，當(dāng)水中含無機(jī)酸、堿或鹽時，電導(dǎo)率增加，因此電導(dǎo)率常用于檢測水中離子成分的總濃度[3]。三氧化二銻粉末不溶于水，但其雜質(zhì)成分大部分溶于水形成離子，故通過檢測其水萃液中的電導(dǎo)率而測定三氧化二銻的純度,電導(dǎo)率越大，反映雜質(zhì)離子濃度越高，表明三氧化二銻的純度越低，反之表明其純度越高。

采用電導(dǎo)率儀法測定電導(dǎo)率，具有簡便快速的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)以高純水的電導(dǎo)率為參照，并用高純水對電子級三氧化二銻產(chǎn)品進(jìn)行水萃浸提，然后測定水萃液與純水電導(dǎo)率的差值，以此快速判斷三氧化二銻產(chǎn)品的純度級別。

1 實(shí)驗(yàn)

對可能影響測定結(jié)果的因素，如樣品質(zhì)量與溶劑用量比（料液比），振蕩時間，靜置時間，讀數(shù)時間等都各自做單因素實(shí)驗(yàn)[4～5]，確定最佳條件，并做了大量的樣品檢測實(shí)驗(yàn)。由于電導(dǎo)率隨溫度的變化而變化[6]，在測定過程中，保持實(shí)驗(yàn)室溫度(25±0.2)℃，樣品的水溫也基本保持一致。

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

DDS-307 電導(dǎo)率儀 (0～1×105μ S·cm-1)，DJS-1C型電導(dǎo)電極(常數(shù)0.996），HY-2調(diào)速多用振蕩器，Milli-Q 型Millipore超純水機(jī)，電子天平 TB-214。

超細(xì)三氧化二銻，普通規(guī)格三氧化二銻。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取一定量樣品，置于125mL白色磨口瓶中，加入100mL超純水，蓋好瓶蓋，振蕩瓶子，使樣品完全分散于水中，放入振蕩器振蕩均勻后靜置使樣品分層，測定上層澄清水萃液的電導(dǎo)率。

2 結(jié)果與討論

2.1 料液比實(shí)驗(yàn)

表 1 為分別稱取 5.0g、10.0g、15.0g、20.0g 的樣品按方法進(jìn)行測定的結(jié)果，其中G為測定讀數(shù)，G′為減去水空白后的電導(dǎo)率，G*為各比例的數(shù)值統(tǒng)一換算為10/100的電導(dǎo)率。從圖1曲線可以看出，換算后，電導(dǎo)率在5/100、10/100段呈直線下降，但隨料液比的增加，在 10/100、15/100、20/100出現(xiàn)折點(diǎn)，所以選擇最佳料液比為 10/100。

表1 料液比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格 (T=25℃)

圖1 換算后電導(dǎo)率隨料液比變化情況圖

2.2 讀數(shù)時間

按方法，實(shí)驗(yàn)從開始放入電極棒，即0～20min內(nèi)，每min讀數(shù)1次。由圖2可以看出，在開始階段電導(dǎo)率增大幅度比較明顯，5min之后，讀數(shù)基本穩(wěn)定在一定區(qū)域內(nèi)，因此選擇5min讀數(shù)切實(shí)可行。

圖2 電導(dǎo)率隨時間變化情況圖

2.3 振蕩萃取時間實(shí)驗(yàn)

電導(dǎo)率隨震蕩時間變化情況如圖3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，振蕩30min之后已能保證樣品內(nèi)可溶性物質(zhì)溶出，數(shù)值穩(wěn)定，振蕩時間選擇為30min。

圖3 電導(dǎo)率隨震蕩時間變化情況圖

2.4 靜置時間

電導(dǎo)率隨靜置時間變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。結(jié)果表明靜置時間對結(jié)果影響不大，但至少靜置10min以上，這樣樣品才能更好地分層，利于測定。細(xì)粒度的樣品靜置時間可以適當(dāng)延長，因?yàn)榱６燃?xì)的樣品分層需要時間相對多一些。

圖4 電導(dǎo)率隨靜置時間變化圖

2.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照以上所得的最佳條件，重復(fù)做多組水平驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)（加空白）及不同等級產(chǎn)品的電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)如表2所示。方法的檢出限為0.084g·mL-1，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.028，能滿足實(shí)驗(yàn)要求。

表2 水平實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表(T=25℃)

由表3可以看出，不同等級的三氧化二銻，其電導(dǎo)率明顯不同，存在較大的偏差，可以利用電導(dǎo)率測定法迅速測定產(chǎn)品的等級。

表3 不同等級產(chǎn)品的電導(dǎo)率(T=25℃)

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)找到了電子級三氧化二銻電導(dǎo)率測定的最佳測試條件，進(jìn)而確定測定方法：料液比為10/100，則取樣品10.0g，置于125mL白色磨口瓶中，加入100mL超純水，蓋好瓶蓋后，振蕩瓶子使樣品完全分散于水中。放入振蕩器振蕩30min，之后靜置10min使樣品分層，然后測定上層澄清水萃液的電導(dǎo)率。測定電導(dǎo)率的電極棒應(yīng)放置于澄清液中部，并保證使電極棒的電極完全被浸沒，在放入電極棒5min后讀數(shù)。按照方法重復(fù)做多組水平驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，方法的檢出限為0.084g·mL-1，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.028，能滿足實(shí)驗(yàn)要求。對不同等級產(chǎn)品進(jìn)行電導(dǎo)率的檢測實(shí)驗(yàn)，均得到滿意的分析結(jié)果，證明實(shí)驗(yàn)條件的選擇是合理實(shí)用的，實(shí)驗(yàn)方法是準(zhǔn)確可靠的。

[1] 戴昉納，趙偉，由婷，等.無機(jī)阻燃劑的應(yīng)用發(fā)展[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2007，15（2）：5-8.

[2] 王西曉，陳建農(nóng).納米技術(shù)與三氧化二銻[J].阻燃材料與技術(shù)，2003(3)：5-8.

[3] 王英健，楊永紅.環(huán)境檢測(第二版) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

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[5] 宋小平.溶液電導(dǎo)率的絕對測量方法[J].化學(xué)分析計量，2004，13（6）：88-89.