一种检测工作场所空气中磷及其化合物的检测方法

摘要

本发明公开了一种检测空气中磷及其化合物的检测方法，其特征在于，该检测方法包含如下步骤：（1）收集空气中的磷及其化合物；（2）将收集到的磷及化合物进行消解；（4）将消解后的溶液加入钼酸铵，生成磷钼酸铵，用碱调PH至5~7；（5）采用复合修饰电极进行检测，得出检测结果。本发明检测方法操作简单、检测成本低、准确度高、灵敏度高。

说明书

技术领域

本发明涉及空气检测技术领域，尤其涉及一种检测工作场所空气中磷及其化合物的检测方法。

背景技术

工作场所中的磷有非常多种，制造、医药、印刷、冶金等行业中广泛应用的磷酸；被广泛用于电镀，化工，分析试剂等方面的五氧化二磷；被应用于农药领域的马拉硫磷、丙溴磷、苯硫磷；应用于烟草行业的磷化氢等。

磷酸蒸汽或雾对眼睛、鼻、喉、上呼吸道具有刺激性作用，误服磷酸液体会引起恶心、呕吐、腹痛、血便或休克，直接接触皮肤或眼睛可导致灼伤、鼻粘膜萎缩、鼻中隔穿孔；农药领域使用的含磷有机物是可诱发迟发性神经病变的高毒有机磷杀虫剂，可抑制胆碱酯酶活力，中毒后可产生头痛、乏力、恶心呕吐、腹痛、流涎、多汗、视力模糊、肌束震颤甚至肺水肿、昏迷等症状；五氧化二磷的烟雾刺激黏膜，对皮肤有刺激和灼烧作用。对各种工作场所中的磷及其化合物进行测定，对人以及环境的保护都具有重要的意义。

然而现有技术未有对空气中总磷含量进行检测的技术，并且检测的灵敏度不够，达不到对空气中总磷进行检测的要求。

基于此，提供一种适应多种工作场合，检测空气中多种磷化合物的方法，提高检测方法的灵敏度亟待解决。

发明内容

为解决现有技术中对空气中磷及其化合物检测方法的适应性及灵敏度不够的技术问题，提供一种检测工作场所空气中磷及其化合物的检测方法，达到可以检测空气中总磷的含量，并且具有非常高的灵敏度，可以适用于空气中总磷含量的测定的技术效果。

为实现上述目的，通过如下技术方案予以实现：

一种检测空气中磷及其化合物的检测方法，该检测方法包含如下步骤：

（1）收集空气中的磷及其化合物；

（2）将收集到的磷及化合物进行消解；

（4）将消解后的溶液加入钼酸铵，生成磷钼酸铵，用碱调PH至5~7；

（5）采用复合修饰电极进行检测，得出检测结果。

优选的，所述采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，用于待测样品中磷含量的测定，电流（I，μA）与磷的浓度（c，mmol/L）在1.9×10^-8~0.7×10^-2mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程为：I>

优选的，所述步骤1中收集空气中的磷及其化合物的的方法为：将装好滤膜的采样夹，以0.5~4L/min流量采集0.1~8h空气样品，然后将滤膜放入小烧杯中，并添加超纯水5~15mL浸泡10~30 min。

优选的，所述滤膜为：玻璃纤维滤纸、微孔滤膜及过氯乙烯滤膜的一种，直径为20~30mm。

优选的，所述滤膜为：玻璃纤维滤纸。

优选的，所述消解步骤为：取步骤1中收集到的磷及其化合物5~15ml，加入0.05~0.5M硝酸溶液5~10ml、0.01~0.8M 硫酸溶液1~10ml，在酸性环境下消解10~30min。

优选的，所述抗坏血酸聚合物电极通过如下步骤制备而得：

（1）将吡咯、LiClO₄、硝酸铈、硝酸锆加入乙腈中，搅拌均匀，将玻碳电极置于该混合溶液中，采用循环伏安法制备；

（2）将石墨烯、纳米铂按质量比为1~3:2~5的比例溶于丙酮溶液中，磁力搅拌1~2小时，形成均匀的分散液；

(3)将步骤(1) 制备的修饰电极置于步骤(2) 制备的溶液，在磁力搅拌的情况下，缓慢的滴加碱溶液调节pH＝8~10，静置时间10~20h；

(4) 将步骤(3)所制备的修饰电极烘干，并在惰性气氮气保护下于300~500℃煅烧1h~3h，得到复合修饰电极。

优选的，所述循环伏安法的具体条件为：在-1.5~1.0V 电压范围内，以50~100 mV/s 的扫速循环伏安扫描3~8圈，将处理后的电极用超纯水充分淋洗。

优选的，步骤（1）所述混合溶液中吡咯浓度为0.05~2mol/L；所述LiClO₄浓度为0.05~2mol/L；所述硝酸铈为5~10g/L；所述硝酸锆为20~30g/L。

优选的，所述钼酸铵的浓度为30~50g/L。

有益效果:

（1）利用电化学方法测定测定空气中的总磷，克服了色谱等大型分析仪器测定成本高、现场分析能力差的缺点，具有样品前处理简单、试剂消耗量少、灵敏度高、快速简便等优点，可为微型、灵敏的现场快速检测仪器的发明提供依据。

（2）使用聚吡咯-聚抗坏血酸修饰电极，通过直接测定磷钼酸铵的氧化电流进行检测，通过计算得出制备方法和检测方法快速简便、成本低廉。

（3）本发明建立的空气中总磷电化学检测方法，选择性好、线性范围宽，可用于各种工作场合中磷的快速检测。

（4）本发明中电极的修饰方法可推广至丝网印刷电极等微电极，进一步开发微型检测仪器。

附图说明

图1实施例2线性图。

具体实施例

实施例1 一种检测空气中磷及其化合物的检测方法

1.收集空气中的磷及其化合物：将装好玻璃纤维滤纸的采样夹，直径为20mm，以0.5L/min流量采集0.1h空气样品，然后将滤膜放入小烧杯中，并添加超纯水5 mL浸泡10 min。

2.将收集到的磷及化合物进行消解：取步骤1中收集到的磷及其化合物5ml，加入0.05M硝酸溶液10ml、0.8M 硫酸溶液1ml，在酸性环境下消解10min。

3. 将消解后的溶液加入钼酸铵，生成磷钼酸铵：将消解液加入30g/L钼酸铵溶液，生成磷钼酸铵，用NaOH溶液调PH至5。

4.标准溶液的配制：准确称取干燥过的磷酸二氢钾0.1389 g，溶于水后定量转移入100 mL容量瓶中，定容至刻度，配制成浓度为1.0mol/L的磷酸标准储备液，根据需要稀释成不同浓度。

5.采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，用于待测样品中磷含量的测定。

所述复合修饰电极通过如下步骤制备而得：

（1）将玻碳电极置于乙腈中，加入吡咯、LiClO₄、硝酸铈、硝酸锆，采用循环伏安法制备；

（2）将石墨烯、纳米铂按质量比为1:2的比例溶于丙酮溶液中，磁力搅拌1~2小时，形成均匀的分散液；

(3)将步骤(1) 制备的修饰电极置于步骤(2) 制备的溶液，在磁力搅拌的情况下，缓慢的滴加碱溶液调节pH＝8，静置时间10~20h；

(4) 将步骤(3)所制备的修饰电极烘干，并在惰性气氮气保护下于300℃煅烧1h，得到复合修饰电极。

步骤（1）所述混合溶液中吡咯浓度为0.05mol/L；所述LiClO₄浓度为0.05mol/L；所述硝酸铈为5g/L；所述硝酸锆为20g/L

所述循环伏安法的具体条件为：在-1.5V 电压范围内，以50 mV/s 的扫速循环伏安扫描3圈，将处理后的电极用超纯水充分淋洗。

6.选择性：

以0.01mmol/L 磷酸根溶液为对照，考察相同浓度、10 倍浓度的硫酸根、硝酸根情况。结果显示，加入上述干扰物质后磷酸根的响应电流无明显变化，表明本发明建立的总磷检测方法对磷具有良好的选择性。

7.线性范围和检出限：采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，电流（I，μA）与磷的浓度（c，mmol/L）在2.0×10^-7~0.8×10^{-4>mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程为：I = 26.35c + 1.459（R2>-8>mol/L。}

8.采用该方法测定空气中的磷含量，回收率为96.4%~102.3%，相对标准偏差为：2.0%。

实施例2 一种检测空气中磷及其化合物的检测方法

1.收集空气中的磷及其化合物：将装好玻璃纤维滤纸的采样夹，直径为25mm，以2L/min流量采集2h空气样品，然后将滤膜放入小烧杯中，并添加超纯水10mL浸泡20 min。

2.将收集到的磷及化合物进行消解：取步骤1中收集到的磷及其化合物10ml，加入0.5M硝酸溶液8ml、0.01M 硫酸溶液5ml，在酸性环境下消解20min。

3. 将消解后的溶液加入钼酸铵，生成磷钼酸铵：将消解液加入30g/L钼酸铵溶液，生成磷钼酸铵，用NaOH溶液调PH至6。

4.标准溶液的配制：准确称取干燥过的磷酸二氢钾0.1389 g，溶于水后定量转移入100 mL容量瓶中，定容至刻度，配制成浓度为1.0mol/L的磷酸标准储备液，根据需要稀释成不同浓度。

5.采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，用于待测样品中磷含量的测定。

（1）将玻碳电极置于乙腈中，加入吡咯、LiClO₄、硝酸铈、硝酸锆，采用循环伏安法制备；

（2）将石墨烯、纳米铂按质量比为2:3的比例溶于丙酮溶液中，磁力搅拌1.5小时，形成均匀的分散液；

(3)将步骤(1) 制备的修饰电极置于步骤(2) 制备的溶液，在磁力搅拌的情况下，缓慢的滴加碱溶液调节pH＝9，静置时间15h；

(4) 将步骤(3)所制备的修饰电极烘干，并在惰性气氮气保护下于400℃煅烧2h，得到复合修饰电极。

步骤（1）所述混合溶液中吡咯浓度为1mol/L；所述LiClO₄浓度为1mol/L；所述硝酸铈为8g/L；所述硝酸锆为25g/L。

所述循环伏安法的具体条件为：在0.5V 电压范围内，以80 mV/s 的扫速循环伏安扫描5圈，将处理后的电极用超纯水充分淋洗。

6.选择性：

以0.1 mmol/L 磷酸根溶液为对照，考察相同浓度、10 倍浓度的硫酸根、硝酸根情况。结果显示，加入上述干扰物质后磷酸根的响应电流无明显变化，表明本发明建立的总磷检测方法对磷具有良好的选择性。

7.线性范围和检出限：采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，电流（I，μA）与磷的浓度（c，mmol/L）在1.9×10^-8~0.7×10^-2mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程为：I>2=>-9mol/L。

8.采用该方法测定空气中的磷含量，回收率为97.5%~101.2%，相对标准偏差为：1.3%。

实施例3 一种检测空气中磷及其化合物的检测方法

1.收集空气中的磷及其化合物：将装好玻璃纤维滤纸的采样夹，直径为30mm，以4L/min流量采集0.1h空气样品，然后将滤膜放入小烧杯中，并添加超纯水15 mL浸泡30 min。

2.将收集到的磷及化合物进行消解：取步骤1中收集到的磷及其化合物15ml，加入0.2M硝酸溶液5ml、0.5M 硫酸溶液10ml，在酸性环境下消解30min。

3. 将消解后的溶液加入钼酸铵，生成磷钼酸铵：将消解液加入50g/L钼酸铵溶液，生成磷钼酸铵，用NaOH溶液调PH至7。

4.标准溶液的配制：准确称取干燥过的磷酸二氢钾0.1389 g，溶于水后定量转移入100 mL容量瓶中，定容至刻度，配制成浓度为1.0mol/L的磷酸标准储备液，根据需要稀释成不同浓度。

5.采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，用于待测样品中磷含量的测定。

（1）将玻碳电极置于乙腈中，加入吡咯、LiClO₄，、硝酸铈、硝酸锆，采用循环伏安法制备；

（2）将石墨烯、纳米铂按质量比为1~3:2~5的比例溶于丙酮溶液中，磁力搅拌1~2小时，形成均匀的分散液；

（3）将步骤(1) 制备的修饰电极置于步骤(2) 制备的溶液，在磁力搅拌的情况下，缓慢的滴加碱溶液调节pH＝8~10，静置时间10~20h；

（4）将步骤(3)所制备的修饰电极烘干，并在惰性气氮气保护下于300~500℃煅烧1h~3h，得到复合修饰电极。

步骤（1）所述混合溶液中吡咯浓度为2mol/L；所述LiClO₄浓度为2mol/L；所述硝酸铈为10g/L；所述硝酸锆为30g/L。

所述循环伏安法的具体条件为：在1.0V 电压范围内，以100 mV/s 的扫速循环伏安扫描8圈，将处理后的电极用超纯水充分淋洗。

6.选择性：

以0.05mmol/L 磷酸根溶液为对照，考察相同浓度、10 倍浓度的硫酸根、硝酸根情况。结果显示，加入上述干扰物质后磷酸根的响应电流无明显变化，表明本发明建立的总磷检测方法对磷具有良好的选择性。

7.线性范围和检出限：采用复合修饰电极进行检测为电位从-0.6~ 0.8 V 循环伏安扫描，之后进行微分脉冲伏安法测定，记录电流-电位曲线，根据电流与总磷浓度的对应关系，建立标准曲线，电流（I，μA）与磷的浓度（c，mmol/L）在4.5×10^-7~1.2×10^{-5>mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程为：I = 64.7c + 4.563（R2>-8}mol/L。

8.采用该方法测定空气中的磷含量，回收率为97.0%~103.0%，相对标准偏差为：2.6%。