一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分含量的方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分含量的方法，包括對鎳離子含量的測定步驟，所述步驟包括向鋅鎳合金電鍍溶液中添加酒石酸溶液、氫氧化鈉溶液、過硫酸銨溶液、丁二酮肟和氫氧化鈉的混合溶液，然后在460-475nm的波長范圍下測定得到的混合物的吸光度。本發明還可以包括對氧化鋅和氫氧化鈉的含量的測定步驟。在鎳離子含量的測定步驟中，通過選擇被測吸光度的混合溶液的適宜的放置時間和吸光度測量的吸收波長，提高了鎳離子測定的準確性。在氧化鋅含量的測定步驟中，通過加入氟化銨和三乙醇胺，同樣提高了氧化鋅測定的操作性和準確性。此外，本發明提供的方法步驟少，準確性高，成本低，適合工業應用。
【專利說明】一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分含量的方法
【技術領域】
[0001] 本領域涉及電鍍溶液的分析方法，具體涉及一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分 含量的方法。
【背景技術】
[0002] 鋅鎳合金是一種抗腐蝕鍍層，具有優良的耐蝕性，含鎳13%的鋅鎳合金層耐蝕性 能比鋅鍍層高6-10倍，優于鎘和鎘鈦合金鍍層。同時電鍍鋅鎳合金后不會改變鋼材的機械 性能，并且釬焊性優良，鍍層內應力小，附著力強，鍍層光亮平滑。正因為鋅鎳合金鍍層有如 此多的優點，其特別適用于在惡劣的工業大氣和嚴酷的海洋環境中使用，作為代鎘鍍層，例 如用于航天航空等軍品零部件；其還被廣泛應用于汽車零部件，如燃料管、傳動元件等。
[0003] 鋅鎳合金鍍層的耐蝕性與鍍層中的含鎳量極其相關，為了控制鍍層的含鎳量，需 要保持電鍍溶液中鋅鎳含量的穩定，控制電鍍溶液中鎳離子和鋅離子的比值。其中電鍍溶 液的主要成分對鍍層的質量起決定性作用，例如，電鍍溶液中氧化鋅、鎳離子和氫氧化鈉等 含量的變化顯著影響鍍層的質量，故必須準確分析電鍍溶液中主要成分的數量關系。
[0004] 目前國內常用的堿性鋅鎳合金溶液成分分析方法步驟多，費時費力，甚至影響分 析結果的準確性；國外的分析方法，需要專用設備和試劑等用品，分析成本相當高。
【發明內容】
[0005] 本發明采用光度法與滴定法相結合，快速準確分析鋅鎳合金電鍍溶液中氧化鋅、 鎳離子和氫氧化鈉等主要成分的含量，對溶液進行維護和調整，保證鎳離子含量的穩定性， 從而控制鋅鎳合金鍍層的質量，確保鍍層良好的耐蝕性。
[0006] 根據本發明，提供了 一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分含量的方法，包括對鎳 離子含量的測定步驟，所述步驟包括向鋅鎳合金電鍍溶液中添加酒石酸溶液、氫氧化鈉溶 液、過硫酸銨溶液、丁二酮肟和氫氧化鈉的混合溶液，然后在460-475nm的波長范圍下測定 得到的混合物的吸光度。其中，吸光度的測量波長優選為465-470nm，進一步優選為465nm。 其中，加入氫氧化鈉可以確保溶液在堿性條件下。丁二酮肟和氫氧化鈉的混合溶液作為顯 色劑。試劑的添加順序優選為依次加入酒石酸溶液、氫氧化鈉溶液、過硫酸銨溶液、丁二酮 月虧和氫氧化鈉的混合溶液。
[0007] 現有技術中，通常采用520nm左右的波長作為鎳含量測定溶液的吸光度的測定波 長。然而，本發明的發明人經過試驗發現，在本發明所配制的鎳離子含量測定溶液體系中， 溶液的最大吸收波長落在460-475nm的范圍內，尤其在465nm左右。因此，本發明選擇在 460-475nm，并優選465-470nm，進一步優選465nm的光波長下測定鎳離子溶液的吸光度。在 這樣的波長下測定溶液的吸光度，能夠獲得更加準確的光吸收信息，得到的鎳含量測定結 果更加準確，從而對于實際工業生產具有更高的指導意義或參考價值。
[0008] 在本發明的優選實施方案中，在測定吸光度之前，將得到的混合物放置1-2. 5小 時，優選放置1_1. 5小時，進一步優選放置1. 5小時。
[0009] 如上所述，準確分析鋅鎳合金電鍍溶液中主要成分的含量或數量關系對于鋅鎳合 金鍍層的性能具有十分重要的意義。因此，如何能夠使得所采用的分析方法具備更高的準 確性和可靠性顯得尤為重要。在現有技術中，人們常常并不關注測定溶液配制之后的放置 時間，或者僅僅是在下一步的測量工序、例如吸光度測量之前示意性地放置幾分鐘。然而， 本發明的發明人發現，鎳離子含量測定溶液在配制完成之后、在吸光度測定之前的時間對 于測定的結果的準確性有很大影響。本發明人進一步發現，將配制后的混合物放置1-2. 5 小時，優選放置1-1. 5小時，并進一步優選放置1. 5小時后再測定其吸光度，會得到比較準 確的結果。加熱易使丁二酮肟鎳生成較大顆粒而沉淀，使結果偏低；在室溫條件下丁二酮肟 與鎳反應緩慢，在堿性條件下又會逐漸分解。因此，放置時間短，則溶液中鎳離子未完全反 應至最終狀態，而放置時間過長，則溶液不能一直保持穩定。應當理解，所述"放置"并非必 須為靜置狀態。
[0010] 具體地，可以采用分光光度法，以所述混合物的空白溶劑（如本領域技術人員所 容易理解的，所謂"空白溶劑"是指不加入被測物質，而僅僅加入相同的其他成分得到的混 合物；在此，空白溶劑具體是指相比于所要測定吸光度的混合物，不同之處在于不加入被測 物鋅鎳合金電鍍溶液，其他組分，即酒石酸溶液、氫氧化鈉溶液、過硫酸銨溶液、丁二酮肟和 氫氧化鈉的混合溶液相同）為參比液，測定所述混合物的吸光度為A 1 ;然后通過以下途徑 a)或途徑b)獲得所述混合物中的鎳離子含量，其中途徑a)為：配置濃度為P的鎳標準溶 液，以所述鎳標準溶液的空白溶劑為參比液，測定所述鎳標準溶液的吸光度為A tl，則混合物 中鎳離子的濃度為P Ni2+= P A1A0Vi (式1);途徑b)為：配置一系列濃度的鎳標準溶液， 分別以所述鎳標準溶液的空白溶劑（同樣，在此空白溶劑是指相比較于鎳標準溶液，不同 之處在于不含有鎳）為參比液，測定鎳標準溶液的吸光度，并繪制鎳標準溶液濃度和吸光 度之間的標準曲線，以所述混合物的吸光度A 1參照所述標準曲線，得到所述混合物的鎳離 子含量。其中，鎳標準溶液的溶劑可以是50體積％的硝酸溶液（硝酸與水等體積混合的溶 液）。容易理解，通過途徑a)和b)直接獲得的結果是所述混合物中的鎳含量，再經過進一 步根據稀釋過程進行簡單的換算，可獲知所要測量的鋅鎳電鍍溶液中的鎳含量。
[0011] 如前所述，含鎳13%左右的鋅鎳合金層耐腐蝕性能比較高。也就是說，鋅鎳合金電 鍍溶液在使用狀態下，鎳的濃度大約為13%。在本發明的分析方法中，優選將鋅鎳合金電鍍 溶液進行稀釋后再進行含量測定，稀釋倍數可以為15-25倍，優選為20倍；酒石酸溶液的濃 度優選為15-25 8/1111，例如15、18、20、23、258/1111，優選為2(^/1111;氫氧化鈉溶液的濃度優選 為5-15g/ml，例如5、8、10、12、15g/ml，優選為10g/ml ;過硫酸銨溶液的濃度優選為5-15g/ ml，例如5、8、10、12、15g/ml，優選為10g/ml ;丁二酮肟和氫氧化鈉的混合溶液中丁二酮肟 的濃度優選為〇· 5-L 5g/ml，例如0· 5、0. 8、L 0、L 2、L 5g/ml，優選為L Og/ml ;氫氧化鈉的 濃度優選為 5_15g/ml，例如 5、8、10、12、158/1111，優選為1(^/1111。
[0012] 在一些實施方案中，本發明的方法還包括氧化鋅含量的測定步驟，包括向鋅鎳合 金電鍍溶液中添加抗壞血酸、氨緩沖溶液、氰化鉀溶液和氟化銨，搖勻，再加入鉻黑T指示 齊U，甲醛溶液，并加入EDTA (乙二胺四乙酸的二鈉鹽）標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為藍 色。
[0013] 在滴定過程中的反應為：
[0014] 終點時：
【權利要求】
1. 一種用于分析鋅鎳合金電鍍溶液成分含量的方法，包括鎳離子含量的測定步驟，所 述步驟包括向鋅鎳合金電鍍溶液中添加酒石酸溶液、氫氧化鈉溶液、過硫酸銨溶液、丁二酮 肟和氫氧化鈉的混合溶液，然后在460-475nm的波長范圍下測定得到的混合物的吸光度。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在測定吸光度之前，將得到的混合物放置 1-2. 5小時。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，混合物的放置時間為1-1. 5小時；吸 光度的測量波長為465-470nm。
4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，采用分光光度法，以所述混 合物的空白溶劑為參比液，測定所述混合物的吸光度為4 ;然后通過以下途徑a)或途徑b) 獲得所述混合物中的鎳離子含量，其中途徑a)為：配置濃度為P的鎳標準溶液，以所述鎳 標準溶液的空白溶劑為參比液，測定所述鎳標準溶液的吸光度為\，則混合物中鎳離子的 濃度為P Ni2+= pA'Ad ;途徑b)為：配置一系列濃度的鎳標準溶液，分別以所述鎳標準溶液 的空白溶劑為參比液，測定鎳標準溶液的吸光度，并繪制鎳標準溶液濃度和吸光度之間的 標準曲線，以所述混合物的吸光度4參照所述標準曲線，得到所述混合物的鎳離子含量。
5. 根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，將鋅鎳合金電鍍溶液用水 稀釋15-25倍，優選20倍；酒石酸溶液的濃度為15-25g/ml，優選為20g/ml ;氫氧化鈉溶液 的濃度為5-15g/ml，優選為10g/ml ;過硫酸銨溶液的濃度為5-15g/ml，優選為10g/ml ;丁 二酮肟和氫氧化鈉的混合溶液中丁二酮肟的濃度為〇. 5-1. 5g/ml，優選為1. Og/ml ;氫氧化 鈉的濃度為5-15g/ml，優選為10g/ml。
6. 根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括氧化鋅含 量的測定步驟，包括向鋅鎳合金電鍍溶液中添加抗壞血酸、氨緩沖溶液、氰化鉀溶液和氟化 銨，搖勻，再加入鉻黑T指示劑，甲醛溶液，并加入EDTA標準溶液滴定至溶液由酒紅色變為 藍色。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在氧化鋅含量的測定步驟中還加入三乙 醇胺。
8. 根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，將鋅鎳合金電鍍溶液用水稀釋5-15 倍，優選10倍；所述氰化鉀溶液的濃度為5-15g/ml，優選為10g/ml ;氨緩沖溶液的pH為 9-11，優選為10 ;甲醛溶液的濃度為50體積％ ;EDTA標準溶液的濃度為0. 02-0. 10m〇l/L， 優選為 〇· 〇5mol/L。
9. 根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括氫氧化鈉 含量的測定步驟，包括向鋅鎳合金電鍍溶液中添加 EDTA溶液，然后加入氯化鋇溶液，再加 入酚酞指示劑，然后用鹽酸標準溶液滴定至溶液紅色消失。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，將鋅鎳合金電鍍溶液用水稀釋5-15 倍，優選10倍；氯化鋇溶液的濃度為5-15g/ml，優選為10g/ml ;EDTA溶液的濃度為 0· 02-0. 10mol/L，優選為0· 05mol/L ;鹽酸標準溶液的濃度為0· 05-0. 20mol/L，優選為 0.10mol/L〇
【文檔編號】G01N21/31GK104237221SQ201410495932
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】王昭飛, 何錫勇 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司
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