一种利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法

摘要

本发明涉及检测分析技术领域，具体公开了一种利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：1)氨基磺酸标准溶液的配制：配制氨基磺酸标准溶液，并建立标准曲线；2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓冲溶液；3)样品测定：将电镀液样品在常温下进行稀释，以使电镀液测定值在标准曲线线性范围内，稀释后的样品于毛细管电泳仪进行测定，在标准曲线上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量。本发明实现镀液中络合剂含量的测定，为镀液调整提供有力依据；可克服其他辅助络合剂以及较为微量添加剂测定的干扰，具有准确、快速、简便的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及检测分析技术领域，具体涉及一种利用毛细管电泳法测定电镀 液中氨基磺酸含量的方法。

背景技术

在电镀工业中，添加剂监测对镀液控制、产品质量、成本节约以及环境保 护至关重要。而由于成分复杂，镀液样品对离子色谱分析法提出了一系列挑战。 国内外已见用毛细管电泳测试电镀液(1.硫酸盐2.甲酸(盐)3.苹果酸(盐)4. 次磷酸盐5.EDTA6.亚磷酸盐7.乙酸盐8.铜9.镍10.乳酸)和环境中的 阴阳离子等方法，已有文献报道利用气相或液相色谱测定镀液添加剂的方法， 但对于利用毛细管电泳法测定电镀液中的氨基磺酸的方法还未见报道。

毛细管电泳是以高压电场(30kV)为驱动力，以毛细管为分离通道。其管 内填充了缓冲液或凝胶，根据样品中各组分之间淌度和分配的差异而实现分离 的一类液相分离技术。在电泳过程中，毛细管两端插入电极液，此电极液通常 与管中的缓冲液一致。正负电极连接至高电压装置，进样时样品盘移动，使毛 细管的进样端及此端的电极准确插入样品管中，给予一定电场或压力后，样品 被吸入毛细管内，然后再将毛细管移至电极液中开始电泳(如图1所示)。在 毛细管电泳中，为了维持电荷平衡，溶液中的正离子吸附至石英表面形成双电 子层，当在毛细管两端施加电压后，这层正离子趋向负极移动，并带动毛细管 中的溶液以液流形式移向负极(电渗)。由于毛细管的表面积与体积比大，加 上电泳时使用了高压，电渗在毛细管电泳中具有两大特点：液体沿着毛细管壁 均匀流动，其前沿是平的；携带不同电荷的分子朝一个方向移动，中性分子也 能随着电渗一起移动而实现分离。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用毛细管电泳法 测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，实现镀液中络合剂含量的测定，为镀液调 整提供有力依据；可克服其他辅助络合剂以及较为微量添加剂测定的干扰，具 有准确、快速、简便的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的方案如下：

一种利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)氨基磺酸标准溶液的配制：配制氨基磺酸标准溶液，并建立标准曲线；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；

3)样品测定：将电镀液样品在常温下进行稀释，以使电镀液的测定值在标 准曲线线性范围内，稀释后的样品于毛细管电泳仪进行测定，在标准曲线上读 出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量。

上述方法中，步骤2)具体为：称取对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯 化铵于同一烧杯中，并加入去离子水溶解，得缓冲液；用氢氧化钠调节缓冲液 的pH至5.5-6.5；其中，对邻苯二甲酸氢钾浓度为12-16mmol/L，十六烷基三甲 基氯化铵浓度为0.15-0.2mmol/L。

上述方法中，步骤3)中样品测定的参数分别为：毛细管柱内径为50μm， 长度60cm；检测波长为254nm，进样方式采用压力进样50毫巴，进样时间10 秒，柱温25℃，分离电压-20kV。

进一步的，本发明所述毛细管柱有效长度为52cm。

上述方法中，步骤1)具体为：准确称取氨基磺酸0.5g于小烧杯中，加去 离子水，待固体全部溶解后，移入100ml容量瓶中，用去离子水定容至刻度， 摇匀；

准确移取上述溶液4ml、8ml、12ml分别到100ml容量瓶中，用去离子水定 容至刻度，摇匀，得到浓度分别为200ppm、400ppm、600ppm的氨基磺酸标准 溶液并建立标准曲线。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的方法应用毛细管电泳检测镀液中氨基磺酸的具体含量，实 现镀液中络合剂含量的测定，为镀液调整提供有力依据；克服了其他辅助络合 剂以及较为微量添加剂测定的干扰，具有准确、快速、简便的特点；

2.本发明所述的方法是电镀合金材料在生产等运用领域的进一步研究，达 到了化学基础检测技术的储备目的。

附图说明

图1为通过本发明的方法检测出的氨基磺酸的图谱；

图2为本发明所建立的标准曲线图。

具体实施方式

本发明所述利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法 包括：

1)氨基磺酸标准溶液的配制：配制氨基磺酸标准溶液，并建立标准曲线；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；

3)样品测定：将镀液样品在常温下进行稀释，以使其测定值在标准曲线线 性范围内，稀释后的样品于毛细管电泳仪进行测定，在标准曲线上读出测定的 镀液样品中氨基磺酸的含量；通过本发明的方法检测出的氨基磺酸的图谱如图1 所示。

毛细管电泳法中，电渗流的恒定是保证混合组分有效分离及获得重现性的 前提，而电渗流能否稳定受缓冲液的pH值和浓度的影响，pH值对电渗流淌度 的影响比较复杂，目前也没有明确的规律；在本发明中通过控制缓冲液的 pH5.5-6.5范围内，使电渗流处于平稳，有利于检测的准确性和重复性。另外缓 冲液的组分和浓度也会直接影响电渗流的大小和稳定性。因此，上述方法中， 步骤2)具体为：准确称取对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC) 于烧杯中，加入去离子水使其溶解，用氢氧化钠调节pH至5.5-6.5；其中，对邻 苯二甲酸氢钾浓度为12-16mmol/L，十六烷基三甲基氯化铵浓度为 0.15-0.2mmol/L。在本发明中，对邻苯二甲酸氢钾在缓冲液中作为背景电解质， 而十六烷基三甲基氯化铵作为电渗流改性剂。

上述方法中，步骤3)中样品测定的参数分别为：毛细管柱内径为50μm， 长度60cm；检测波长为254nm，进样方式采用压力进样50毫巴，进样时间10 秒，柱温25℃，分离电压-20kV。在毛细管电泳法中，柱温、分离电压也是影响 检测重复性的重要因素，在本发明的研究中发现，当测定的参数在上述设定值 时，能有效降低焦耳热对结果重现性的影响，并可以提高分离效果。

进一步的，本发明所述毛细管有效长度为52cm。

上述方法中，步骤1)具体为：准确称取氨基磺酸0.5g于小烧杯中，加去 离子水，待固体全部溶解后，移入100ml容量瓶中，用去离子水定容至刻度， 摇匀；

准确移取上述溶液2ml、4ml、6ml、8ml、10ml分别到100ml容量瓶中， 用去离子水定容至刻度，摇匀，得到浓度分别为100mg/L、200mg/L、300mg/L 400mg/L、500mg/L的氨基磺酸标准溶液并建立标准曲线，建立的标准曲线如图 2。

以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所涉及的试剂可以通过购买 得到；其中，所采用的毛细管电泳仪为安捷伦公司生产的Agilent7100毛细管电 泳仪；所有实施例中均采用图2的标准曲线。

实施例1

利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)按照电镀液配方，自行配制电镀液，其中氨基磺酸为21g/L；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；缓冲液的pH＝5.5，其中对邻苯二甲酸氢钾浓度为12mmol/L，十六烷基三 甲基氯化铵浓度为0.15mmol/L；

3)样品测定：将步骤1)的电镀液稀释100倍后用毛细管电泳仪进行测定， 在标准曲线上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量；测定结果见表1。

实施例2

利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)按照电镀液配方，自行配制电镀液，其中氨基磺酸为21g/L；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；缓冲液的pH＝5.8，其中对邻苯二甲酸氢钾浓度为13mmol/L，十六烷基三 甲基氯化铵浓度为0.18mmol/L；

3)样品测定：将步骤1)的电镀液稀释100倍后用毛细管电泳仪进行测定， 在标准曲线上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量；测定结果见表1。

实施例3

利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)按照电镀液配方，自行配制电镀液，其中氨基磺酸为21g/L；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；缓冲液的pH＝6，其中对邻苯二甲酸氢钾浓度为14mmol/L，十六烷基三 甲基氯化铵浓度为0.16mmol/L；

3)样品测定：将步骤1)的电镀液用毛细管电泳仪进行测定，在标准曲线 上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量；测定结果见表1。

实施例4

利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)按照电镀液配方，自行配制电镀液，其中氨基磺酸为21g/L；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；缓冲液的pH＝6，其中对邻苯二甲酸氢钾浓度为15mmol/L，十六烷基三 甲基氯化铵浓度为0.18mmol/L；

3)样品测定：将步骤1)的电镀液稀释100倍后用毛细管电泳仪进行测定， 在标准曲线上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量；测定结果见表1。

实施例5

利用毛细管电泳法测定电镀液中氨基磺酸含量的方法，该方法包括：

1)按照电镀液配方，自行配制电镀液，其中氨基磺酸为21g/L；

2)缓冲液的配制：采用对邻苯二甲酸氢钾和十六烷基三甲基氯化铵配制缓 冲液；缓冲液的pH＝6.5，其中对邻苯二甲酸氢钾浓度为16mmol/L，十六烷基三 甲基氯化铵浓度为0.2mmol/L；

3)样品测定：将步骤1)的电镀液稀释100倍后用毛细管电泳仪进行测定， 在标准曲线上读出测定的镀液样品中氨基磺酸的含量；测定结果见表1。

表1：采用本发明的方法测试已知浓度镀液结果

表1结果证明了本发明的方法测试镀液中络合剂的准确性，以及镀液中其 他成分物质对氨基磺酸的测定不产生影响。并且经过大量连续测定后发现，氨 基磺酸峰型稳定，周围干扰物质少，氨基磺酸测定的相对标准偏差为4.4％(＜ 5％)，可见本发明的方法具有很高的准确性和稳定性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的 范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。