一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法，包括以下步骤：以能量色散型X射线荧光光谱仪为检测仪器，1)绘制校准曲线：配制多份浓度不同的铜工作液，以各铜工作液中Cu的质量百分比浓度为横坐标，以与上述Cu的质量百分比浓度对应的荧光强度为纵坐标，做出校准曲线；2）测定硫酸铜中的铜含量：配制试样液，记录仪器上显示的Cu元素的荧光强度，以该荧光强度根据步骤1）的校准曲线读出与其对应的Cu质量百分比浓度值，再根据公式计算出试样中铜的质量百分比浓度。本发明专利技术操作简单、检测周期短，且检测结果准确度好、精密度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析测试
，具体涉及一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法。技术背景现有技术中，烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的检测方法是基于传统化学分析方法，目前常用的方法标准是《烟花爆竹用化工原材料关键指标的测定第7部分：硫酸铜》(SN/T3056.7-2011)。此标准方法的基本原理：试料用稀硫酸充分溶解后，通过EDTA络合滴定法在pH10.0的条件下以PAN为指示液，用硫酸铜标准滴定溶液滴定试液由黄色突至蓝色即为终点，测得试液中Cu2+和Fe3+的总量，减去Fe3+的量可得铜的量。该标准所述方法存在以下不足：(1)检测周期较长，一般熟练技术人员需要2个工作日才能完成一次检测。另外，在具体试验过程中很容易因试验人员操作熟练度不够而引入造成测量结果误差的不确定度。(2)操作步骤较为繁琐，试样用稀硫酸溶解后过滤、定容后要分别用不同的方法测定出铜离子和铁离子的总量和铁离子单独的量，总量减去铁离子的量才能得出铜离子的量。(3)方法对实验人员要求高，操作步骤中多涉及移液、调节pH值、滴定等容易引入不确定性的操作步骤，每次试验操作人员必须格外小心和细致，否则非常容易引入人为的不确定度。能量色散型X射线荧光光谱仪目前所开发的方法多用于样品的无损分析。针对固体样品半定量和定量元素检测，绝大多数样品采用无损检测法、粉末压片法和熔融法直接测定(如：《贵金属含量的测定X射线荧光光谱法》(GB/T 18043-2008)采用的是无损检测法，《氧化铝化学分析方法及物理性能测定方法第30部分X射线荧光光谱法测定元素含量》(GB/T6609.30—2009)采用的是熔融法，《EDXRF法直接测定W-Fe-Ni-Co合金混合料组分》(《核电子学与探测技术》2007年05期)采用的是压片法，《电子电气产品中限用物质铅、汞、铬、镉和溴的快速筛选X射线荧光光谱法》(GB/Z 21277-2007)采用的是压片法或熔融法)。由于不同种类的烟花爆竹制品使用的硫酸铜原材料品质差异很大，其化学组成也不尽相同且非常复杂，有的工厂甚至直接采用品味很低且杂质成分复杂的硫酸铜作为硫酸铜制作的原材料使用。硫酸铜原材料中元素间存在着复杂的基体效应(包括元素间吸收-增强效应和物理-化学效应)，无法利用能量色散型X射线荧光光谱法(EDXRF)直接采用粉末压片法和熔融法测定基体背景复杂多变的固体粉末样品。至今为止也未见基于集体效应靶向控制技术(溶液法)的能量色散型X射线荧光光谱法检测烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的公开文献报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法，操作简单、检测周期短，且检测结果准确度好、精密度高。为实现上述目的，本专利技术的测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法，包括以下步骤：1)绘制校准曲线：1.1)配制多份铜工作液，其中Cu的质量浓度控制在0.10g/L～0.83g/L范围；1.2)以能量色散型X射线荧光光谱仪为检测仪器，以2.0g为校准曲线假定的样本量，采用X荧光光谱法定量分析的强度校正法建立分析方法；将步骤1.1)配制的多份铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度，然后逐一进样，记录每次进样的Cu的荧光强度，以各铜工作液中Cu的质量百分比浓度为横坐标，以与上述Cu的质量百分比浓度对应的荧光强度为纵坐标，做出校准曲线；其中，通过下述公式将铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度： C u % = c × 0.5 2 × 100 % ]]>其中，Cu％表示铜工作液中Cu的质量百分比浓度，单位为％；c表示铜工作液中Cu的质量浓度，单位为g/L；0.5表示假定样本量定容的体积，单位为L；2表示校准曲线假定的样本量，单位为g；2)测定硫酸铜中的铜含量：2.1)配制试样液：以硫酸铜为试样，配制试样液时，称取一定量的试样，称取时精确到0.1mg，置于烧杯内，加入150mL～200mL水，加热微沸5min，趁热过滤，用水多次洗涤，将滤液收集至容量瓶，往容量瓶加入一定量稀硝酸，待容量瓶中的溶液冷却至室温后加水定容至一定体积；2.2)按步骤1.2)的检测条件，将试样液装入样品杯，保证样液厚度≥15mm，记录仪器上显示的荧光强度，以该荧光强度根据上述确定的校准曲线读出与其对应的Cu质量百分比浓度值；2.3)计算试样中铜的含量：按以下公式计算试样中铜的质量百分比浓度： ω = ω 0 × 2 m × V 500 ]]>其中，ω表示试样中铜的质量百分比浓度，单位为％；ω0表示根据校准曲线读出的Cu质量百分比浓度值，单位为％；2表示校准曲线假定的样本量，单位为g；m表示试样实际称量的质量，单位为g；V表示试样溶解后实际定容的体积，保证定容后的溶液中Cu的浓度在校准曲线范围即可，单位为mL；500表示假定样本量定容的体积，单位为mL。进一步地，所述步骤1.1)中，配制铜工作液的方法为：称取一定量的高纯氧化铜粉或其他铜元素参考物质，加入适量的硝酸进行溶解，定容至一定体积后得到铜溶液，再分别移取不同体积的铜溶液，用水分别定容至一定体积后得到不同浓度的铜工作液；其中，铜工作液的Cu的质量浓度控制在0.10g/L～0.83g/L范围。此浓度范围经过申请人在考虑了能量色散型X射线荧光光谱仪的基体效应的基础上，进行了大量的试验确定的，改动该数值将会影响测试结果的准确度。优选地，所述步骤1.1)中，硝酸与高纯氧化铜粉的体积质量比为40mL/g～60mL/g，硝酸的质量百分比浓度为40％～60％。优选地，所述步骤1.1)中，硝酸的质量百分比浓度为51％。进一步地，所述步骤1.2)中，检测条件为：采用孔径为8.8mm～14mm的X射线光管准直器，能够滤掉能量小于8.980KeV的X射线的滤镜，设置电压为16KV～24KV，分析时间为30s～80s，能量范围为0～40KeV，计数率为中，气体环境为空气，电流为自动，基体效应为不考虑。优选地，所述步骤1.2)中，检测条件为：采用孔径8.8mm的X射线光管准直器，设置滤镜为中Pd，设置电压为20KV，分析时间为50s，能量范围为0～20KeV。优选地，所述步骤2.1)中，试样的称取量为0.9g～1.1g。此称量范围经过申请人在考虑了能量色散型X射线荧光光谱仪的基体效应的基础上，进行了大量的试验确定的，改动该数值将会影响测试结果的准确度。优选地，所述步骤2.1)中，稀硝酸体积为10mL～20mL，质量百分比浓度为10％～30％。优选地，所述步骤2.2)中，样液厚度为15mm～30mm。本专利技术的实质性特点及显著进步是：本专利技术方法是基于基体效应靶向控制技术的能量色散型X射线荧光光谱法测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法。方法的基本原理：针对烟花爆竹用硫酸铜化学组成的特点，建立专门的数学模型，整体优化能直接影响测定结果的各个因素，其中包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)绘制校准曲线：1.1)配制多份铜工作液，其中Cu的质量浓度控制在0.10g/L～0.83g/L范围；1.2)以能量色散型X射线荧光光谱仪为检测仪器，以2.0g为校准曲线假定的样本量，采用X荧光光谱法定量分析的强度校正法建立分析方法；将步骤1.1)配制的多份铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度，然后逐一进样，记录每次进样的Cu的荧光强度，以各铜工作液中Cu的质量百分比浓度为横坐标，以与上述Cu的质量百分比浓度对应的荧光强度为纵坐标，做出校准曲线；其中，通过下述公式将铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度：Cu%=c×0.52×100%]]>其中，Cu％表示铜工作液中Cu的质量百分比浓度，单位为％；c表示铜工作液中Cu的质量浓度，单位为g/L；0.5表示假定样本量定容的体积，单位为L；2表示校准曲线假定的样本量，单位为g；2)测定硫酸铜中的铜含量：2.1)配制试样液：以硫酸铜为试样，配制试样液时，称取一定量的试样，称取时精确到0.1mg，置于烧杯内，加入150mL～200mL水，加热微沸5min，趁热过滤，用水多次洗涤，将滤液收集至容量瓶，往容量瓶加入一定量稀硝酸，待容量瓶中的溶液冷却至室温后加水定容至一定体积；2.2)按步骤1.2)的检测条件，将试样液装入样品杯，保证样液厚度≥15mm，记录仪器上显示的荧光强度，以该荧光强度根据上述确定的校准曲线读出与其对应的Cu质量百分比浓度值；2.3)计算试样中铜的含量：按以下公式计算试样中铜的质量百分比浓度：ω=ω0×2m×V500]]>其中，ω表示试样中铜的质量百分比浓度，单位为％；ω0表示根据校准曲线读出的Cu质量百分比浓度值，单位为％；2表示校准曲线假定的样本量，单位为g；m表示试样实际称量的质量，单位为g；V表示试样溶解后实际定容的体积，保证定容后的溶液中Cu的浓度在校准曲线范围即可，单位为mL；500表示假定样本量定容的体积，单位为mL。...

【技术特征摘要】
1.一种测定烟花爆竹用硫酸铜中铜含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)绘制校准曲线：1.1)配制多份铜工作液，其中Cu的质量浓度控制在0.10g/L～0.83g/L范围；1.2)以能量色散型X射线荧光光谱仪为检测仪器，以2.0g为校准曲线假定的样本量，采用X荧光光谱法定量分析的强度校正法建立分析方法；将步骤1.1)配制的多份铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度，然后逐一进样，记录每次进样的Cu的荧光强度，以各铜工作液中Cu的质量百分比浓度为横坐标，以与上述Cu的质量百分比浓度对应的荧光强度为纵坐标，做出校准曲线；其中，通过下述公式将铜工作液中Cu的质量浓度换算成Cu的质量百分比浓度： C u % = c × 0.5 2 × 100 % ]]>其中，Cu％表示铜工作液中Cu的质量百分比浓度，单位为％；c表示铜工作液中Cu的质量浓度，单位为g/L；0.5表示假定样本量定容的体积，单位为L；2表示校准曲线假定的样本量，单位为g；2)测定硫酸铜中的铜含量：2.1)配制试样液：以硫酸铜为试样，配制试样液时，称取一定量的试样，称取时精确到0.1mg，置于烧杯内，加入150mL～200mL水，加热微沸5min，趁热过滤，用水多次洗涤，将滤液收集至容量瓶，往容量瓶加入一定量稀硝酸，待容量瓶中的溶液冷却至室温后加水定容至一定体积；2.2)按步骤1.2)的检测条件，将试样液装入样品杯，保证样液厚度≥15mm，记录仪器上显示的荧光强度，以该荧光强度根据上述确定的校准曲线读出与其对应的Cu质量百分比浓度值；2.3)计算试样中铜的含量：按以下公式计算试样中铜的质量百分比浓度： ω = ω 0 × 2 m × V 500 ]]>其中，ω表示试样中铜的质量百分比浓度，单位为％；ω0表示根据校准曲线读出的Cu质...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊逸，李宁涛，陈本诺，王华，熊中强，
申请(专利权)人：广西出入境检验检疫局危险品检测技术中心，
类型：发明
国别省市：广西;45