丙硫醚中無機雜質含量分析研究

王 娜， 周曉東， 徐 玲， 梁亞玲， 郭晶晶， 王 晶

(山西新華防化裝備研究院有限公司，山西 太原 030008)

引 言

丙硫醚為無色或淺黃色液體，熔點101.9 ℃，沸點142.38 ℃，相對密度為0.837 7，折光率1.448 7，閃點28 ℃，可溶于乙醇和乙醚，不溶于水，有惡臭味，在空氣中易被氧化?？勺鳛橛袡C合成的中間體和原料，也可用于制作日用香精的原料[1-3]。

目前市場上的丙硫醚主要由溴丙烷與硫化鈉反應而得，將溴丙烷緩慢加入用乙醇加熱溶解的硫化鈉溶液中，加完后回流7 h。在加料反應過程中，攪拌不要太快。冷卻至室溫，倒入25%的氯化鈉(氯化鉀)溶液中鹽析，徹底混合后靜置分層。分取油層，用無水硫酸鈉干燥后進行蒸餾，收集142 ℃～144 ℃餾分即為丙硫醚，制備的純度大概在70%左右，再經(jīng)過精餾提純等可將純度提升到95%以上，市售的丙硫醚大部分含量在98%以上，經(jīng)過對其制備過程進行分析，其產(chǎn)品中含有的雜質主要為水和乙醇、溴丙烷、丙溴醚等有機雜質和硫化鈉、氯化鈉、氯化鉀及硫酸鈉等無機雜質[4]。

本文主要對分子蒸餾提純法提純后的丙硫醚中的無機雜質進行分析，經(jīng)分子蒸餾提純后可將市售的丙硫醚純度提高至99%以上。采用ICP-MS法分析丙硫醚中的無機雜質中的陽離子(鈉離子、鉀離子等)，采用離子色譜法對丙硫醚中陰離子(如硫離子、硫酸根等)進行分析，最終以陰離子檢測結果作為其無機雜質含量。

1 試劑及儀器

儀器：XSERIES ICP-MS；940離子色譜儀

試劑：提純后的丙硫醚(純度不小于99%)；Na2CO3(分析純)、硫酸(分析純)、超純水、硝酸(分析純)、質量濃度為0.1 mg/mL的K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Br2+、硫酸根離子標準溶液。

2 試驗方法及檢測結果

2.1 陽離子分析

采用ICP-MS全掃描法對丙硫醚樣品進行分析，得出樣品中可能含有的陽離子有K+、Na+、Mg2+、Fe2+離子，因此需要對丙硫醚中的這幾種陽離子含量進行定量分析。

2.1.1 標準曲線的繪制

2.1.1.1 溶液的配制

取200 μL、0.1 mg/mL的K+標準溶液置于100 mL容量瓶中，用配制成1%的硝酸稀釋至刻度，則配制的溶液質量分數(shù)為200×10-9。

再以200×10-9的K+溶液用1%的硝酸配制成100×10-9、80×10-9、10×10-9、1×10-9濃度梯度的標準溶液備用。

采用同樣的方法配制Na+、Mg2+、Fe2+溶液備用。

2.1.1.2 標準曲線的繪制

用ICP-MS分別檢測1×10-9、10×10-9、80×10-9、100×10-9、200×10-9的K+溶液，每個樣品測定3次后取平均值，得到K+標準曲線，如第48頁表1所示。采用同樣的方法得到Na+、Mg2+、Fe2+的標準曲線，如表1所示。

表1 K+、Na+、Mg2+、Fe2+標準曲線

2.1.2 結果分析

取2 mL丙硫醚樣品用1%的稀硝酸稀釋于100 mL容量瓶中備用。

用ICP-MS檢測分析其中的K+、Na+、Mg2+、Fe2+濃度，為保證測試結果的準確性，每個樣品測試5次取其平均值作為各離子的最終檢測結果，根據(jù)表1的標準曲線分別計算各離子的濃度，結果見表2。

表2 各陽離子分析結果

從表2中看出，通過ICP-MS分析，丙硫醚中陽離子K+的質量分數(shù)最高，為2 387×10-9，其次是Mg2+，為2 254×10-9，Na+的質量分數(shù)為1 859×10-9，質量分數(shù)最小的為Fe2+，為23×10-9。

2.2 陰離子分析

2.2.1 丙硫醚樣品定性分析

取10 mL丙硫醚，用超純水定量稀釋至100 mL備用。用離子色譜對配制的丙硫醚樣品進行檢測，譜圖如圖1所示。

圖1 丙硫醚離子色譜定性分析陰離子譜圖

經(jīng)查詢資料，檢測出的兩種陰離子可能為Br-和硫酸根離子，圖2 給出了Br-和硫酸根離子的標準譜圖。

圖2 Br離子和硫酸根標準溶液譜圖

2.2.2 標準曲線的繪制

2.2.3 結果分析

表3 各陰離子分析結果

3 結果分析

對上述測定結果進行分析，丙硫醚中可能存在的無機雜質有溴化鉀、溴化鈉、溴化鎂、溴化鐵、硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸亞鐵等；根據(jù)檢測結果丙硫醚中陽離子質量分數(shù)為6.6×10-6，陰離子質量分數(shù)為7.4×10-6，無機雜質的含量按照陰離子的濃度進行計算，因此丙硫醚樣品中無機雜質的質量分數(shù)為7.4×10-6，即為0.007 4%。