离子色谱法测定甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根的方法

摘要

本发明公开了一种离子色谱法测定高纯度甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根含量的方法，属于分析化学领域。该方法包括以下步骤：先配置分析Cl-和SO42-混合标准溶液，得到浓度和峰面积的线性方程，然后对甲烷磺酸样品进行预处理，将处理后的甲烷磺酸样品过一次性针式过滤器进入离子色谱，离子色谱采用的色谱柱为高容量色谱柱，其填料内径为5μm，柱温箱的温度设置为45℃，进样量为100μL，所施加的抑制电流为40mA，流速为0.8ml/min，以3.6mmol/L碳酸钠作为淋洗液，然后根据得出的线性方程，分析测定其中的氯离子和硫酸根的含量。该方法快速简单、整个分析过程在25min内完成，准确度高，操作简便易行，适用于甲烷磺酸生产过程中的质量控制，满足精细化工行业的检测需求。

说明书

技术领域

本发明涉及定量测定高纯度甲烷磺酸样品中氯离子和硫酸根含量的方法，尤其涉及一种离子色谱法测定甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根含量的方法。属于分析化学领域。

背景技术

甲烷磺酸通常作为原料用于医药和农药的生成中，同时还可用作脱水剂，涂料固化促进剂，纤维处理剂，溶剂，浣化、酯化和聚合反应催化剂。甲烷磺酸试剂中的杂质离子氯离子和硫酸根的存在，会对产品的性能、设备安全产生影响，而甲烷磺酸在生产的过程中会使用到硫酸及含氯的物质，势必存在氯离子和硫酸根等杂质残留，因此对高纯原料试剂甲烷磺酸中氯离子和硫酸根的检测已成为生产过程中的一个必要环节。传统湿法化学可以对常量的氯离子和硫酸根进行定量检测，但是在痕量检测中，湿法化学带来的检测误差较大。对于甲烷磺酸样品中氯离子和硫酸根的检测采用离子色谱的方法已有报道，但是文献中对一些试验细节并没有进行详细的阐述。

发明内容

本发明的目的在于解决甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根含量的测定问题，提供了一种离子色谱法测定高纯度甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根的方法。此方法快速简单、准确度高，操作简便易行，适用于甲烷磺酸生产过程中的质量控制，满足精细化工行业的检测需求。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

离子色谱法测定甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根的方法，包括以下步骤：

（1）试剂准备：

淋洗液：精确称取0.2544g碳酸钠基准试剂，用去离子水稀释1000倍，

得到2.4mmol/L的淋洗液；精确称取0.3816g碳酸钠基准试剂，用去

离子水稀释1000倍，得到3.6mmol/L的淋洗液；精确称取0.5088g

碳酸钠基准试剂，用二次去离子水稀释1000倍，得到4.8mmol/L的

淋洗液；

Cl^-和SO₄^2-混合标准溶液：分别将基准试剂NaCl和无水Na₂SO₄试剂经105

℃烘至恒重； 精确称取NaCl基准试剂0.1649g，用去离子水溶 后，

转移至100mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1000mg/L的Cl^-标准

储备溶液；精确称取Na₂SO₄ 基准试剂0.1749g，用去离子水溶解后，

转移至100mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1000mg/L的SO₄^2- 标

准储备溶液；精确移取Cl^-和SO₄^2-标准储备溶液1.0mL至100mL容

量瓶中，并用去离子水定容至刻度，得到10mg/L的Cl^-和SO₄^2-混合

标准溶液；

精确移取0.05、0.25、0.5、1.25、2.5mg/L混合标准溶液，分别至于

5个50mL容量瓶中，并用去离子水定容至刻度，得到0.01、0.05、0.1、0.25、0.5mg/L的混合标准溶液；

（2）Cl^-和SO₄^2-混合标准溶液的分析：

重复性：对0.1mg/L的混合标准溶液连续进样6次，得到氯离子和硫酸根的峰面积的相对标准偏差，其中所使用的数据处理方法为计算校正因子法；

线性关系：对步骤（1）中得到的0.01、0.05、0.1、0.25和0.5mg/L的Cl^-和SO₄^2-混合标准溶液，依据从低浓度到高浓度的顺序进行进样，得到浓度和峰面积的线性方程，其中所使用的数据处理方法为计算校正因子法；

（3）甲烷磺酸样品预处理：

精密移取0.1ml甲烷磺酸样品，转移至100mL容量瓶中，加入4ml15g/L的NaOH溶液，调整PH值在7-8之间，用去离子水定容至100mL；

（4）将处理后的甲烷磺酸样品过一次性针式过滤器进入离子色谱，根据步骤（2）得出的线性方程，分析测定其中的氯离子和硫酸根的含量。

所述的离子色谱采用的色谱柱为高容量色谱柱，其填料内径为5μm；柱温箱的温度设置为45℃；进样量为100μL；所施加的抑制电流为40mA。

所述的步骤（4）中一次性针式过滤器的孔径为0.22μm。

本发明的有益效果：

本发明的离子色谱法测定高纯度甲烷磺酸样品中痕量氯离子和硫酸根含量的方法，快速简单，准确度高，操作简便易行，适用于甲烷磺酸生产过程中的质量控制，满足精细化工行业的检测需求。

附图说明

图1为氯离子和硫酸根标准色谱图；

色谱峰（mg/L）：1、Cl^-2、SO₄^2-

图2为氯离子的浓度和峰面积线性关系图；

图3为硫酸根的浓度和峰面积线性关系图；

图4为甲烷磺酸样品中氯离子和硫酸根色谱图；

色谱峰（mg/L）： 1、甲烷磺酸2、Cl^-3、SO₄^2-。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例所采用的仪器与试剂：

WY-IC6200型离子色谱仪；抑制器；电导检测器；0.22μm一次性针式过滤器；99%和70%甲烷磺酸（客户提供）；碳酸钠（基准试剂）；氯化钠（基准试剂）；硫酸根（基准试剂）；流速：0.8ml/min。

实施例

（1）试剂准备：

淋洗液：精确称取0.2544g碳酸钠基准试剂，用去离子水稀释1000倍，

得到2.4mmol/L的淋洗液；精确称取0.3816g碳酸钠基准试剂，用去离子水稀释1000倍，得到3.6mmol/L的淋洗液；精确称取0.5088g碳酸钠基准试剂，用二次去离子水稀释1000倍，得到4.8mmol/L的淋洗液；

分别选择2.4、3.6和4.8mmol/L的碳酸钠溶液作为淋洗液，对实际样品进行

测定，在4.8mmol/L碳酸钠的色谱条件下，甲烷磺酸和氯离子的分离度小于1.5，没有达到基线分离，影响实际样品中氯离子的精确定量；而采用2.4mmol/L碳酸钠作为淋洗液，甲烷磺酸和氯离子的分离度可以达到2.3，但是硫酸根的出峰时间在37min，从而不利于分析效率的提高；在3.6 mmol/L碳酸钠作为淋洗液的色谱条件下，甲烷磺酸和氯离子的分离度为1.9，实现了基线分离，同时硫酸根的保留时间在25min之内。因此选用3.6 mmol/L的碳酸钠溶液作为淋洗液，不但氯离子和检测不受高浓度甲烷磺酸的干扰，同时还保证了硫酸根在较短时间内出峰。此淋洗条件下，对氯离子和硫酸根标准混合溶液进行分析，得到图1的色谱图。

Cl^-和SO₄^2-混合标准溶液：分别将基准试剂NaCl和无水Na₂SO₄试剂经105

℃烘至恒重； 精确称取NaCl基准试剂0.1649g，用去离子水溶 后，转移至100mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1000mg/L的Cl^-标准储备溶液；精确称取Na₂SO₄ 基准试剂0.1749g，用去离子水溶解后，转移至100mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1000mg/L的SO₄^2- 标准储备溶液；精确移取Cl^-和SO₄^2-标准储备溶液1.0mL至100mL容量瓶中，并用去离子水定容至刻度，得到10mg/L的Cl^-和SO₄^2-混合

标准溶液；精确移取0.05、0.25、0.5、1.25、2.5mg/L混合标准溶液，分别至于

5个50mL容量瓶中，并用去离子水定容至刻度，得到0.01、0.05、0.1、0.25、0.5mg/L的混合标准溶液；

（2）Cl^-和SO₄^2-混合标准溶液的分析：

重复性：对0.1mg/L的混合标准溶液连续进样6次，得到氯离子和硫酸根

的峰面积的相对标准偏差分别为0.35%和0.30%。

线性关系：对步骤（1）中得到的0.01、0.05、0.1、0.25和0.5mg/L的Cl^-

和SO₄^2-混合标准溶液，依据从低浓度到高浓度的顺序进行进样，得到不同浓度下Cl^-和SO₄^2-的峰面积，分别以Cl^-和SO₄^2-的浓度（mg/L)为横坐标，以其峰面积为纵坐标作图，得到Cl^-和SO₄^2-的线性方程分别为Y=1.235×10⁶X+2.432×10⁴ 和Y=8.691×10⁵X+4608，线性相关系数r均为0.9999。如图2和图3。

（3）甲烷磺酸样品预处理：

样品溶液PH值的选择：分别向0.1 mL甲烷磺酸样品中加入2、4、6mL15g/L

的NaOH溶液,用去离子水定容至100mL后，分别测其PH值为4.8，7.5和10.2，并对三种不同PH值的样品溶液进行进样分析，发现PH值为4.8的样品溶液中氯离子和硫酸根的保留时间较标准溶液中氯离子和硫酸根的保留时间延后2min，PH值为10.2的样品溶液中氯离子和硫酸根的保留时间较标准溶液中氯离子和硫酸根的保留时间提前1.5min，PH值为7.5的样品溶液中氯离子和硫酸根的保留时间和标准溶液中氯离子和硫酸根的保留时间十分接近，这是因为样品溶液过酸或过碱对淋洗液对离子的洗脱产生了作用，因此才会出现以上保留时间相差太大的现象。因此选择加入4ml15g/L的NaOH溶液，调整PH值在7-8之间，可以准确地对氯离子和硫酸根进行定性。

样品前处理：

15g/L的NaOH溶液的配制：精确称取1.5g优级纯NaOH，至100mL

容量瓶中，用去离子水定容至刻度；

一针式过滤器使用前，要用3mL去离子水进行活化；

精密移取0.1ml甲烷磺酸样品，转移至100mL容量瓶中，加入4ml 15g/L

的NaOH溶液，调整PH值在7-8之间，用去离子水定容至100mL，过孔径为0.22μm的一次性针式过滤器进入离子色谱进行分析。

（4）甲烷磺酸样品中氯离子和硫酸根含量的测定

色谱条件为：色谱柱为高容量色谱柱，其填料内径为5μm；柱温箱的温度

设置为45℃；进样量为100μL；所施加的抑制电流为40mA，流速为0.8ml/min，以3.6mmol/L碳酸钠作为淋洗液。

在上述色谱条件下，，对实际样品进行检测，得到高纯度甲烷磺酸中痕量氯离子和硫酸根的检测谱图，见图4，同时根据外标法对实际样品中氯离子和硫酸根进行定量，得到不同甲烷磺酸样品中氯离子和硫酸根的含量，见表1。在不同的样品中，分别加入0.05mg/L的混合标准溶液采用加标的方法进行回收率试验，回收率结果见表1。

表1:

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