連續流動分析法測定磷酸鐵中的磷

2024-04-09 06:46:24桂素萍孫麗麗張淑娟毛紅祥

云南化工 2024年3期

桂素萍，孫麗麗，張淑娟，毛紅祥

(云南省化工產品質量監督檢驗站，云南昆明 650228)

磷酸鐵，又名磷酸高鐵、正磷酸鐵，主要用于制造磷酸鐵鋰電池材料、催化劑及陶瓷等[1]。磷酸鐵中磷的含量是產品的主要指標，快速、準確地檢測磷的含量，就是磷酸鐵檢測的重要項目。磷含量的測定，常見的方法有鉬銻抗分光光度法[2]、磷鉬酸喹啉重量法[3-4]、電感耦合等離子體發射光譜法[5]、連續流動分析儀法。現行標準HG/T 4701—2021《電池用磷酸鐵》中，磷含量的測定也采用了重量法[6]，但測定所需時間較長，試劑消耗大。連續流動分析儀法具有操作簡便、測定結果準確、試劑消耗量少等優點，在測定批量樣品時，分析速度明顯高于重量法。近年來，使用連續流動分析儀法測定磷含量主要測定較低含量的磷，如土壤中全磷、有效磷的測定[7-8]。目前，采用流動分析儀法測定常量磷含量，主要應用于肥料中磷含量的檢測[9-12]，應用于磷酸鐵中的測定還未見報道。本文采用連續流動分析儀法測定磷酸鐵中的磷含量，并與HG/T 4701—2021(以下簡稱HG/T 4701)進行比較。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

采用空氣片段連續流動分析技術，用鹽酸溶解樣品，試液和其他試劑通過蠕動泵吸入系統。當試液流經加熱模塊時，試液中不同形態的磷化合物在高氯酸的作用下轉化成正磷酸鹽。正磷酸根與釩鉬酸銨發生絡合反應生成黃色絡合物，在 420 nm 波長處測定吸光度，其響應信號通過在線采集處理形成一系列平滑峰，峰高與P質量濃度呈線性關系。在相同條件下測定標準系列和試液對應的峰高，計算樣品試液的P質量濃度。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 主要儀器

全自動連續流動分析儀，德國SEAL，AA3型，配置自動進樣器；其他常規玻璃儀器。

1.2.2 主要試劑

鹽酸：AR，重慶川東化工(基團)有限公司。

十二烷基硫酸鈉溶液：AR，國藥集團化學試劑有限公司。稱取 2 g 十二烷基硫酸鈉，溶于水中，稀釋至 1000 mL，一周內可保持穩定。

高氯酸溶液：AR，重慶川東化工(基團)有限公司。量取 330 mL 高氯酸，倒入 500 mL 水中，混勻后稀釋至 1000 mL。

鉬酸銨：AR，天津化學四廠。

釩酸銨：AR，天津化學四廠。

釩鉬酸銨試劑：

溶液a：稱取 8.2 g 鉬酸銨，溶于 300 mL 水中；

溶液b：稱取 0.3 g 釩酸銨，溶于 200 mL 水中，加入 29 mL 高氯酸；

在攪拌下將溶液a慢慢地倒入溶液b中，再加入 2 g 十二烷基硫酸鈉，溶解后稀釋至 1000 mL，混勻。

磷(P)標準溶液：1000 mg/L，壇墨質檢科技股份有限公司。

磷酸鐵樣品：電池用，云南云聚能新材料有限公司生產。

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣溶液的制備

稱取磷酸鐵樣品約 1 g(精確至 0.0001 g)，置于 250 mL 的燒杯中，加少量水潤濕，加入 25 mL 鹽酸，蓋上表面皿，混勻，在通風櫥中低溫加熱溶解。用少量水沖洗表面皿，冷卻后移入 250 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，用慢速濾紙干過濾。吸取 20 mL 濾液于 100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。

1.3.2 標準曲線的繪制

分別吸取磷標準溶液0.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL 于5個 100 mL 的容量瓶中，加入 2 mL 鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻，配制成0.00、50.00、100.00、150.00、200.00 μg/mL 標準系列工作溶液。

1.3.3 測定

將標準溶液和樣品溶液依次倒入樣品杯內，連接流動分析儀上磷測定通道，按照設定的最佳測定條件(相關參數見表1)，測定標準溶液和樣品溶液。