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专利名称：检测蒽醌二磺酸钠的方法
技术领域：
本发明涉及检测蒽醌二磺酸钠(ADA)的方法，特别涉及使用循环伏安法检测蒽醌二磺酸钠的方法，属于电化学检测技术领域。
背景技术：
目前的化工脱硫技术可分为两大类，即干式和湿式，其中，湿式脱硫技术应用较为广泛，特别是蒽醌二磺酸钠脱硫法和改良蒽醌二磺酸钠脱硫法。在这两种方法中蒽醌二磺酸钠作为一种氧化催化剂存在于反应体系中，其在反应体系中的存在和含量对脱硫效果具有重要影响，因此，在蒽醌二磺酸钠脱硫法及改良蒽醌二磺酸钠脱硫法的工艺过程中往往需要对于蒽醌二磺酸钠进行定性和/或定量检测，以对脱硫工艺进程进行判断和调整。
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目前，用于检测蒽醌二磺酸钠的方法通常为化学分析法、分光光度法、色谱法等，这些方法往往操作较繁琐、费时，且再现性和准确性差。因此，本领域需要一种快速、简便以及具有良好再现性、准确性的蒽醌二磺酸钠的检测方法。

发明内容
本发明的目的是提供一种快速、简便以及具有良好再现性、准确性的蒽醌二磺酸钠的检测方法。针对上述发明目的，本发明提供了一种检测蒽醌二磺酸钠的方法，所述方法包括使用以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及钼电极为对电极的三电极体系进行循环伏安法扫描。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法包括如下步骤(I)配制蒽醌二磺酸钠标准品溶液，使用所述三电极体系对所述蒽醌二磺酸钠标准品溶液进行循环伏安法扫描，确定蒽醌二磺酸钠的特征氧化峰；和(2)使用所述三电极体系对待测样品进行循环伏安法扫描，通过参照步骤(I)的所述特征氧化峰来对所述待测样品中的蒽醌二磺酸钠进行定性分析。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法包括如下步骤(I)配制系列浓度的蒽醌二磺酸钠标准品溶液，使用所述三电极体系对所述系列浓度的蒽醌二磺酸钠标准品溶液分别进行循环伏安法扫描，确定与各蒽醌二磺酸钠标准品浓度对应的特征氧化峰峰值电流；(2)制作以蒽醌二磺酸钠标准品浓度为横坐标和以所述特征氧化峰峰值电流为纵坐标的标准曲线，通过拟合得到标准曲线方程式；和(3)使用所述三电极体系对待测样品进行循环伏安法扫描，得到所述待测样品的相应氧化峰峰值电流，将所述待测样品的氧化峰峰值电流代入步骤(2)的所述标准曲线方程式来对所述待测样品中的蒽醌二磺酸钠进行定量分析。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中拟合得到的标准曲线方程式包括但不限于Y=O. 02113X+0. 04674, R2=O. 9954，其中，Y为氧化峰峰值电流，X为
蒽醌二磺酸钠浓度。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中在进行循环伏安法扫描之前在大约-O. IV电位下对蒽醌二磺酸钠标准品溶液或所述待测样品极化5s。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中所述循环伏安法扫描的扫描速率为200-2000mV/s。优选地，所述循环伏安法扫描的扫描速率为1000mV/S。根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中所使用的电解质缓冲液体系是溶解于Na2CO3-NaHCO3缓冲液中的KCl溶液。优选地，所述电解质缓冲液体系的KCl浓度为O. l-2mol/L。更优选地，所述电解质缓冲液体系的KCl浓度为O. 5mol/L。
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根据本发明的一种实施方式，本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中所使用的电解质缓冲液体系的PH为8-10。优选地，所述电解质缓冲液体系的pH为8. 84。本发明还提供了以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及钼电极为对电极的三电极体系在检测蒽醌二磺酸钠中的应用。与传统的化学分析法、分光光度法、色谱法等相比，本发明的蒽醌二磺酸钠检测方法具有操作简便、再现性好、快速、准确等优点，在化工领域具有良好的推广应用前景，尤其可用于监测脱硫效果，为调整和添加新脱硫液提供依据。


图I是不同浓度(分别为2g/L、3g/L、4g/L、5g/L以及10g/L)蒽醌二磺酸钠标准品溶液的循环伏安曲线图。图2是以蒽醌二磺酸钠标准品浓度为横坐标和以特征氧化峰峰值电流为纵坐标绘制的标准曲线图。图3是利用蒽醌二磺酸钠和硫化钠反应模拟蒽醌二磺酸钠湿式氧化脱硫过程对蒽醌二磺酸钠进行定性和定量检测的循环伏安曲线图。
具体实施例方式本发明检测蒽醌二磺酸钠的方法中使用了以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及以钼电极为对电极的三电极体系，该三电极体系的工作原理是在悬汞电极以及电化学作用下，待测物质标准品与汞在电极表面形成含汞键，并在循环伏安曲线中反映出特征氧化峰，由此，可通过循环伏安曲线中氧化峰的出峰位置对待测物质进行定性分析，比对待测样品的循环伏安曲线中氧化峰的出峰电位，出峰位置相同可确定为同一物质。另外，可根据特征氧化峰峰值电流和待测物质标准品浓度制作标准曲线并通过拟合得出标准曲线方程式，将针对待测样品扫描而得的循环伏安曲线中不同时间的相应氧化峰峰值电流带入标准曲线方程式，得出待测样品中目标待测物质的浓度值，从而对其进行定量分析。下面通过实施例的方式并结合附图对本发明作进一步的说明，但是本发明并不仅仅局限于以下实施例。检测仪器EC2Lab软件控制的多通道Prinston VMP3电化学系统(法国Bio-Logic公司)，JM-Ol型悬汞电极、饱和甘汞电极以及钼电极(均来自江苏江电分析仪器有限公司)。试剂NaS · 9H20、Na2C03、NaHCO3 和 KCl，均为分析纯；蒽醌二磺酸钠(ADA)，工业标准品，来自太原煤气化公司第一焦化厂。电解质缓冲液(本实验室自行配制)电解质使用KC1，浓度O. 5mol/L,采用Na2CO3-NaHCO3 缓冲体系((3gNa2C03+30g NaHCO3) /L), ρΗ=8· 84。实施例I:使用本发明的方法确定循环伏安曲线图中蒽醌二磺酸钠特征氧化峰的位置及建立标准曲线
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蒽醌二磺酸钠标准品溶液的配制配制一系列不同浓度(分别为2g/L、3g/L、4g/L、5g/L以及10g/L)的蒽醌二磺酸钠标准品溶液各IOOmL,备用。在循环伏安测定过程中，扫描速率是影响实验结果的一个重要因素，通过响应峰(即氧化峰)强度来确定扫描速率。在实验中，发明人发现在200-2000mV/s的扫描速率下实验效果较好，优选1000mV/S。当扫描速率过快时，循环伏安曲线中容易出现跳跃现象，尤其是在出峰位置附近跳跃明显，这会影响响应峰的完整性，而当扫描速率过慢时，响应峰峰形过于平坦，不利于识别。本实施例中确定扫描速率为1000mV/S。移取20mL上述不同浓度的待测蒽醌二磺酸钠溶液至石英杯中，置于三电极体系中，先在电位-ο. IV下极化5s，测试过程扫描3次。图I给出了蒽醌二磺酸钠特征氧化峰出峰位置以及蒽醌二磺酸钠溶液浓度和氧化峰峰值电流的关系。图I显示蒽醌二磺酸钠特征氧化峰的出峰位置位于-0. 3944V，氧化峰峰值电流随着蒽醌二磺酸钠浓度的增加而增加。表I给出了不同蒽醌二磺酸钠浓度下循环伏安曲线中氧化峰的峰值电流。图2是根据表I数据绘制的氧化峰峰值电流和蒽醌二磺酸钠浓度标准曲线，显示氧化峰峰值电流和蒽醌二磺酸钠浓度呈直线线性关系，标准曲线方程为Y=0. 02113X+0. 04674，R2=O. 9954，其中，Y为氧化峰峰值电流，X为蒽醌二磺酸钠浓度。表I :循环伏安曲线中不同蒽醌二磺酸钠浓度下的氧化峰峰值电流
蒽醌二磺酸钠浓度(g/L) Γ~2 Γ1 Γ1 Γ1 Γ
氧化峰峰值电流(mA)0.09126 0. 1139 0. 1298 0. 1452 0.2606~实施例2 :使用本发明的方法对于利用蒽醌二磺酸钠和硫化钠反应模拟蒽醌二磺酸钠湿式氧化脱硫过程的蒽醌二磺酸钠进行检测在该实施例中，利用蒽醌二磺酸钠和硫化钠进行反应来模拟湿式氧化脱硫法的反应过程。蒽醌二磺酸钠溶液初始浓度为8g/L，硫化钠(NaS · 9H20)溶液初始浓度为lXl(T2mol/L。碳酸盐缓冲体系为(3gNa2C03+30g NaHCO3VL (pH 值 8. 84)，添加电解质 KCl的浓度为0. 5mol/L。 量取蒽醌二磺酸钠溶液和硫化钠溶液各IOmL置于石英杯中，振荡混合，10秒钟后置于三电极体系中进行循环伏安测定，先在-0. IV电位下极化5s，测试过程扫描3次。图3给出了蒽醌二磺酸钠和硫化钠反应时间3min、5min和10. 5min时的循环伏安曲线。图3中氧化峰A出峰位置为-0. 392V，从特征氧化峰出峰位置判定其对应物质为蒽醌二磺酸钠，其他氧化峰B、C和D对应的物质根据理论分析推测分别为S42' S22-和HS'通过不同时间的蒽醌二磺酸钠特征氧化峰峰值电流以及标准曲线方程求解可知，在反应时间3min、5min和10. 5min时，溶液中蒽醌二磺酸钠的浓度分别为6. 91g/L、3. 09g/L和I. 69g/L。虽然已经通过关于湿式氧化法脱硫的实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员可以理解，本发明的检测方法应该可以应用至所有涉及需要对蒽醌二磺酸钠检测的技术领域。尽管已经对本发明的具体实施方式
进行了描述，但是本领域技术人员应认识到，在不偏离本发明的范围或精神的前提下可以对本发明进行多种改变与修饰。因而，本发明意欲涵盖落在权利要求书及其同等物范围内的所有这些改变与修饰。·
权利要求
1.一种检测蒽醌二磺酸钠的方法，其特征在于，所述方法包括使用以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及钼电极为对电极的三电极体系进行循环伏安法扫描。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1)配制蒽醌二磺酸钠标准品溶液，使用所述三电极体系对所述蒽醌二磺酸钠标准品溶液进行循环伏安法扫描，确定蒽醌二磺酸钠的特征氧化峰；和 (2)使用所述三电极体系对待测样品进行循环伏安法扫描，通过参照步骤(I)的所述特征氧化峰来对所述待测样品中的蒽醌二磺酸钠进行定性分析。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1)配制系列浓度的蒽醌二磺酸钠标准品溶液，使用所述三电极体系对所述系列浓度的蒽醌二磺酸钠标准品溶液分别进行循环伏安法扫描，确定与各蒽醌二磺酸钠标准品浓度对应的特征氧化峰峰值电流； (2)制作以蒽醌二磺酸钠标准品浓度为横坐标和以所述特征氧化峰峰值电流为纵坐标的标准曲线，通过拟合得到标准曲线方程式；和 (3)使用所述三电极体系对待测样品进行循环伏安法扫描，得到所述待测样品的相应氧化峰峰值电流，将所述待测样品的氧化峰峰值电流代入步骤(2)的所述标准曲线方程式来对所述待测样品中的蒽醌二磺酸钠进行定量分析。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标准曲线方程式为Y=O. 02113X+0. 04674，R2=O. 9954，其中，Y为氧化峰峰值电流，X为蒽醌二磺酸钠浓度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在进行循环伏安法扫描之前在-0. IV电位下对所述蒽醌二磺酸钠标准品溶液或所述待测样品极化5s。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述循环伏安法扫描的扫描速率为200-2000mV/s，优选地，所述循环伏安法扫描的扫描速率为1000mV/s。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法所使用的电解质缓冲液体系是溶解于Na2CO3-NaHCO3缓冲液中的KCl溶液，优选地，所述电解质缓冲液体系的KCl浓度为0. l-2mol/L，更优选地，所述电解质缓冲液体系的KCl浓度为0. 5mol/L。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法所使用的电解质缓冲液体系的PH为8-10，优选地，所述电解质缓冲液体系的pH为8. 84。
9.以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及钼电极为对电极的三电极体系在检测蒽醌二磺酸钠中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种检测蒽醌二磺酸钠的方法，所述方法包括采用以悬汞电极为工作电极、以饱和甘汞电极为参比电极以及以铂电极为对电极的三电极体系进行循环伏安法扫描。所述方法可以实现对蒽醌二磺酸钠的定性和/或定量检测，与传统的化学分析法、分光光度法、色谱法等相比，本发明的方法具有操作简便、再现性好、快速、准确等优点，在化工领域具有良好的推广应用前景，尤其可用于监测脱硫效果，为调整和添加新脱硫液提供依据。
文档编号G01N27/48GK102788832SQ20121025766
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者凌开成, 张卫帅, 董跃 申请人:太原重工股份有限公司