氯化銀比濁法測定鎳鈷錳三元素氫氧化物中氯離子

劉春峰 章連香

(北京礦冶研究總院，北京 102628)

0 前言

鎳鈷錳三元素氫氧化物可用于合成新型電池正極材料—復合氫氧化物鎳鈷錳酸鋰[1-3]，氯離子含量是其比較重要的質量指標。低含量氯離子的分析方法主要有光度法[4]、離子色譜法[5]、離子選擇電極法[6]等，但這些方法研究對象多為水、土壤、礦石或其它工業產品。因此，制定一種能快速、準確的檢測鎳鈷錳三元素氫氧化物中氯離子量的方法，十分必要。

1 實驗部分

除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和電阻率不小于18.2 MΩ·cm的純水。

實驗所用玻璃器具都應用稀硝酸充分浸泡，并清洗干凈。

1.1 試劑

硝酸(優級純)；硝酸(1+1)；過氧化氫(30%)；硝酸銀(分析純)；硝酸銀溶液(10 g/L)。

氯標準儲備溶液(1 000 μg/mL)：準確稱取1.648 5 g經500～600 ℃灼燒至恒重的基準氯化鈉，以水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

氯標準溶液(20 μg/mL)：準確移取氯標準儲備溶液2 mL于100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.2 儀器

Cary 100 UV-Vis分光光度計(安捷倫科技有限公司)。

1.3 實驗方法

準確稱取2.000 0 g試樣于100 mL燒杯中，加入10 mL硝酸(1+1)，1 mL過氧化氫，于40 ℃水浴中溶解，待樣品溶解完全，冷卻至室溫，溶液轉移到100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。根據氯離子含量移取適量體積試液，同時移取兩份，各加入5 mL硝酸(1+1)，其中一份以水稀釋至刻度，混勻，為空白；另一份加入2 mL硝酸銀溶液，以水稀釋至刻度，混勻，為待測樣品。20 min后，移取部分溶液于3 cm比色皿中，以空白為參比，于分光光度計波長440 nm處測量待測樣品的吸光度，從工作曲線上查出相應的氯離子量。

2 結果與討論

2.1 波長選擇

分別配制一定濃度鎳、鈷、錳的硝酸鹽溶液，及氯化銀懸濁液，在420～530 nm范圍內分別進行掃描。結果顯示，在420～530 nm，氯化銀懸濁液吸光度穩定；鈷、錳的硝酸鹽溶液在440 nm吸收最小；硝酸鎳在490 nm吸收最小，且在440～530 nm，基體吸光度變化不大。考慮到應盡量減少鎳鈷錳的吸收帶來的影響，選擇440 nm作為測定波長。

2.2 硝酸用量

僅改變硝酸(1+1)用量，按實驗方法，測定吸光度值。結果表明，當硝酸溶液的用量在3～7 mL時，吸光度基本不發生變化。本實驗選擇硝酸(1+1)用量為5 mL。

2.3 沉淀劑用量

僅改變硝酸銀溶液用量，按實驗方法，測定吸光度值。結果表明，硝酸銀用量太少會導致反應不完全。硝酸銀的用量為1～4 mL時吸光度幾乎穩定不變。增加或減少用量時，吸光度略有減小。本實驗選擇硝酸銀溶液用量為2 mL。

2.4 穩定時間

僅改變放置時間，按實驗方法，測得吸光度值見表1。結果表明，反應初期，隨著反應時間的延長，吸光度增加。在15～60 min時吸光度值穩定不變。本實驗選擇穩定時間為20 min。

表1 不同穩定時間對應的濁度值Table 1 Effect of different stabilization time on absorbance

2.5 工作曲線

移取0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL氯標準溶液，分別置于6個50 mL容量瓶中，依次加入5 mL硝酸(1+1)，2 mL硝酸銀溶液，以水稀釋至刻度，混勻。按實驗方法操作，繪制工作曲線，如圖1所示。

圖1 工作曲線圖Figure 1 Standard curve.

2.6 精密度實驗

表2為實際樣品的測定結果，獨立測定11次，測定值及相對標準偏差見表2。

表2 精密度實驗Table 2 Results of precision test /%

對所得數據進行格拉布斯檢驗，結果表明不同水平11次分析數據無異常值，方法重復性較好。

2.7 加標回收實驗

分別在樣品中加入不同量的氯，按實驗步驟進行測定，結果見表3。

結果表明，樣品的加標回收率在95%～103.3%，結果準確，可靠。

表3 加標回收實驗Table 3 Results of recovery test /μg

3 結語

氯化銀比濁法測定鎳鈷錳三元素氫氧化物中氯離子含量，氯離子濃度在0～4 μg/mL與濁度值有良好線性關系，加標回收率在95%～103.3%，具有較好的準確度，操作相對簡單、實驗流程短，能很好滿足產品質量檢測的要求。

[1] 李景虹.先進電池材料，其他鋰離子正極材料[M].北京：化學工業出版社，2004:289-291.

[2] 劉春峰.離子色譜法測定鎳鈷錳氫氧化物中硫酸根離子含量[J].中國無機分析化學,2013,3(增):29-30.

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[5] 陳郁,鐘乃飛,曾雪靈,等.離子色譜法測定乙胺類物質中的氯離子[J].中國無機分析化學,2012,2(3):64-65.

[6] 古映瑩,蘇莎,楊天足,等.離子選擇電極法測定電煙灰中氟與氯[J].冶金分析,2012,32(8):55-58.