電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法
【專利摘要】本發明公開電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，按照如下步驟進行：（1）稱取電解二氧化錳樣品于消解罐中，按1g電解二氧化錳加入5-7mlHNO3、2-3mlH2SO4和5-7mlHCl的比例混合，在微波-超聲波聯合作用下進行消解；（2）消解結束后，冷卻，所得樣品干燥，再加入硝酸溶解，移至容量瓶中定容，即得樣品溶液，同時做空白溶液；（3）配制相應雜質的標準溶液和內標混合標準溶液，將空白溶液、標準溶液和樣品溶液加入相應雜質的內標混合標準溶液中，用等離子質譜儀進行測量即可得到各個雜質元素的含量。該方法采用微波-超聲波聯合消解電解二氧化錳中的微量元素，再結合電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測，可用于多種元素的檢測，具有良好的準確度和精密度，靈敏度高，操作簡便、快速、重復性好等優點。
【專利說明】電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于分析化學領域，特別是一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法。
【背景技術】
[0002]電池用電解二氧化錳(EMD)的雜質元素主要是指Mo、As、Hg、Sb、Cu、Fe、Co、N1、Pb、K、Zn等元素。這些雜質的存在直接影響到電池的貯存性能和析氣量，雜質含量高，貯存期短，析氣量大。自從電池用電解二氧化錳行業標準QB2106-1995發布后，國內的檢驗機構和生產企業多數采用其中的檢測方法。目前國內已有數家企業生產無汞堿性鋅錳電池專用EMD，產品的質量有所提高。鉛、銅、鈷和鎳的含量也普遍下降，一般在0.0001%~0.0010%。雜質含量下降后，某些元素的原有分析方法不能滿足現在的要求，因此，尋求一種簡易、快速、準確的測定方法十分重要。
[0003]原子吸收光譜(AAS)法具有較高的靈敏度，并已經用于無汞堿性鋅錳電池用EMD中雜質元素的測定，但對于多元素的測定操作較為繁瑣；原子熒光光譜(AFS)法由于光源有很高的輻射強度、散射光的干擾比較嚴重以及可測元素數目不多而不常用。
[0004]相巍峰，陳南雄.極譜法測定電解二氧化錳中鋅的研究.中國錳業，2012，30(3)::27-29中公開了利用伏安極譜儀測定電解二氧化錳(EMD)中的鋅，測定鋅的回收率為97.8%~103.2%，檢出限(S/N=3)為 0.05μ g/L。該方法操作簡單、方便，但靈敏度低，不能用于非鉛電極生產的EMD中鉛的分析。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，該方法采用微波-超聲波聯合消解電解二氧化錳中的微量元素，再結合電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測，可用于多種元素的檢測，具有良好的準確度和精密度，靈敏度高，操作簡便、快速、重復性好等優點。
[0006]為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，按照如下步驟進行:
Cl)稱取電解二氧化錳樣品于消解罐中，按Ig電解二氧化錳加入5-7mlHN03、2-3mlH2SO4和5-7mlHCl的比例混合，在微波-超聲波聯合作用下進行消解，超聲功率為10-100W，微波功率為160-300W，壓力為600-1200kPa，聯合作用時間為l_5min ；
(2)消解結束后，冷卻，所得樣品干燥，再加入硝酸溶解，移至容量瓶中定容，即得樣品溶液，同時做空白溶液；
(3)配制相應雜質的1000mg/L的標準溶液和50μg/L的內標混合標準溶液，將空白溶液、標準溶液和樣品溶液加入相應雜質的內標混合標準溶液中，用等離子質譜儀進行測量即可得到各個雜質元素的含量。
[0007]作為進一步的說明，以上所述等離子質譜儀的工作條件為:高頻發射功率1000-1300W，載氣流量 1-L 5L/min，冷卻氣流量 10_15L/min，輔助氣流量 L 5-2.0mL/min,采樣深度8-9m，霧化溫度2-4°C，循環次數3次，樣品分析時間為60s/個。
[0008]作為進一步的說明，以上所述雜質元素為Pb和Ni。
[0009]作為進一步的說明，以上所述內標混合標準溶液，由Sc、Bi標準溶液分別用HNO3稀釋即可。
[0010]作為進一步的說明，以上所述Sc內標混合標準溶液對應的雜質元素為Ni，所述Bi內標混合標準溶液對應的雜質元素為Pb。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1、電解二氧化錳組成復雜，各成分的物理化學性質(吸附，揮發性，溶解度及氧化還原性)差異很大，本發明根據基體的組成和不同酸對微波和超聲波的吸收率，采用了HN03+H2S04+HC1體系，樣品處理效果好，消解后各待測元素的回收率達到98%以上。檢出限為 0.009-0.030。
[0012]2、本發明采用微波-超聲波聯合消解電解二氧化錳中的微量元素，再結合電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測，可用于多種元素的檢測，具有良好的準確度和精密度，靈敏度高，操作簡便、快速、重復性好。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式并不局限于實施例表示的范圍。
[0014]本發明的Pbl000mg/L標準溶液、Nil000mg/L標準溶液、Scl000mg/L標準溶液、Bil000mg/L標準溶液均由國家標準物質研究中心提供，Scl000mg/L標準溶液、Bil000mg/L標準溶液用1%HN03逐級稀釋至混合濃度為50 μ g/L的內標混合標準溶液。
[0015]實施例1:
一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，按照如下步驟進行:
(1)稱取0.5g電解二氧化錳樣品于消解罐中，加入2.5mlHN03、lml H2SO4和2.5mlHCl的比例混合，在微波-超聲波聯合作用下進行消解，超聲功率為100W，微波功率為300W，壓力為600kPa，聯合作用時間為5min ；
(2)消解結束后，冷卻，所得樣品干燥，再加入少量硝酸溶解，移至50mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度，即得樣品溶液，同時做空白溶液；
(3)分別配制Pb和Ni的1000mg/L的標準溶液和50μ g/L的內標混合標準溶液，將空白溶液、Pb標準溶液和Pb樣品溶液加入Bi內標混合標準溶液中，將空白溶液、Ni標準溶液和Ni樣品溶液加入Sc內標混合標準溶液中用HP4500series300型等離子質譜儀進行測量即可得到各個雜質元素的含量，等離子質譜儀的工作條件為:高頻發射功率1000W，載氣流量lL/min，冷卻氣流量10L/min，輔助氣流量1.5mL/min，采樣深度8m，霧化溫度2°C，循環次數3次，樣品分析時間為60s/個。結果如下:
表1樣品的分析結果 __
元素I測定值yg/g I加標量ug/g I測的總量ug/g |回收率％ |rsd%
Pb 19.0220.038?48~ 96%1.75
Ni 118.45丨20.0丨39.76丨98%|?.98
實施例2:一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，按照如下步驟進行:
(1)稱取0.5g電解二氧化錳樣品于消解罐中，加入3mlHN03、1.2ml H2SO4和3mlHCl的比例混合，在微波-超聲波聯合作用下進行消解，超聲功率為50W，微波功率為200W，壓力為1000kPa,聯合作用時間為3min ；
(2)消解結束后，冷卻，所得樣品干燥，再加入少量硝酸溶解，移至50mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度，即得樣品溶液，同時做空白溶液；
(3)分別配制Pb和Ni的1000mg/L的標準溶液和50μ g/L的內標混合標準溶液，將空白溶液、Pb標準溶液和Pb樣品溶液加入Bi內標混合標準溶液中，將空白溶液、Ni標準溶液和Ni樣品溶液加入Sc內標混合標準溶液中用HP4500series300型等離子質譜儀進行測量即可得到各個雜質元素的含量，等離子質譜儀的工作條件為:高頻發射功率1200W，載氣流量1.2L/min,冷卻氣流量12L/min，輔助氣流量1.6mL/min,采樣深度8.5m,霧化溫度3°C，循環次數3次，樣品分析時間為60s/個。結果如下:
表2樣品的分析結果 __
【權利要求】
1.一種電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，其特征在于，按照如下步驟進行: 稱取電解二氧化錳樣品于消解罐中，按Ig電解二氧化錳加入5-7mlHN03、2-3ml H2SO4和5-7mlHCl的比例混合，在微波-超聲波聯合作用下進行消解，超聲功率為10-100W，微波功率為160-300W，壓力為600-1200kPa，聯合作用時間為l_5min ； 消解結束后，冷卻，所得樣品干燥，再加入硝酸溶解，移至容量瓶中定容，即得樣品溶液，同時做空白溶液； 配制相應雜質的1000mg/L的標準溶液和50μ g/L的內標混合標準溶液，將空白溶液、標準溶液和樣品溶液加入相應雜質的內標混合標準溶液中，用等離子質譜儀進行測量即可得到各個雜質元素的含量。
2.根據權利要求1所述的電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，其特征在于:所述等離子質譜儀的工作條件為:高頻發射功率1000-1300W，載氣流量1-1.5L/min，冷卻氣流量10-15L/min，輔助氣流量1.5-2.0mL/min，采樣深度8_9m，霧化溫度2_4°C，循環次數3次，樣品分析時間為60s/個。
3.根據權利要求1或2所述的電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，其特征在于:所述雜質元素為Pb和Ni。
4.根據權利要求1或2所述的電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，其特征在于:所述內標混合標準溶液，由Sc、Bi標準溶液分別用HNO3稀釋即可。
5.根據權利要求4所述的電池用電解二氧化錳中雜質元素的測定方法，其特征在于:所述Sc內標混合標準溶液對應的雜質元素為Ni，所述Bi內標混合標準溶液對應的雜質元素為Pb。
【文檔編號】G01N1/44GK103575799SQ201310545015
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】吳元花, 陳壽芬, 韋善良, 黃紹鋒, 劉革勝, 閉寧寧 申請人:廣西桂柳化工有限責任公司
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