一种水溶液中磷化氢浓度的检测方法技术

技术编号:12344419 阅读:425 留言:0更新日期:2015-11-18 17:33
本发明专利技术涉及一种水溶液中磷化氢浓度的检测方法,包括以下步骤:(1)检测参比溶液的吸光度,以平均值作为零点;(2)在PH为6~8的条件下,使待测水溶液与MTS的水溶液或MTS的PBS溶液混合并发生反应,得反应后的混合溶液A,检测A的吸光度,平行测定至少3次,取平均值;(3)若A吸光度的平均值与参比溶液吸光度的平均值无显著性差异,则待测水溶液中不含有磷化氢;若有显著性差异,将检测到的吸光度与吸光度-浓度曲线比较,即得待测水溶液中磷化氢的浓度。本发明专利技术的检测方法方便快捷、灵敏性和特异性好,适合于磷化氢的现场和实验室快速检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工检测领域,特别涉及。
技术介绍
磷化氢,英文名为Phosphine,化学式为PH3,磷化氢的相对分子质量为34,密度为 1.5307g/L(标准状态下),比空气(1.29g/L)重,相对密度为1. 18(空气为1)。通常情况 下,磷化氢是一种无色、易燃的剧毒性气体,有芥末和大蒜的特有臭味,工业品有腐鱼样臭 味。磷化氢在空气中的浓度大于26g/m3或1.79%时,会发生爆炸,产生白色的烟雾(P2O5)。 纯的磷化氢只有加热至l〇〇°C以上才会燃烧,但若磷化氢中含有联膦(P2H4)时,暴露于空气 中易自燃,即产生"鬼火"现象。磷化氢与氨相似,有孤对电子,但没有氢键,其在水中的溶 解度远小于氨,约为氨的1/2600。磷化氢稍溶于冷水,不溶于热水,在17°C时,100体积的水 中可溶解22. 8体积的磷化氢,磷化氢的水溶液既不显酸性也不显碱性。磷化氢作为还原剂 时还原力强,但作用缓慢,另外磷化氢还具有亲核能力,可作为重金属配位体。 环境中磷化氢的来源主要分为自然来源和人为来源,已有研究表明,磷化氢的自 然来源包括:沼泽、湿地、湖泊及海洋沉积物等自然环境中的微生物活动,动物排泄物,金属 腐蚀,光化学反应,宇宙尘埃等。磷化氢的人为来源主要有:垃圾填埋场、污水处理厂、动物 堆肥场沼气中微生物的活动,火力发电厂燃烧煤所产生的废气。已有研究发现,垃圾填埋 场、污水处理厂上空大气中的磷化氢含量远高于大气中的磷化氢含量。根据来源的不同,磷 化氢主要以气体形式和水溶液形式存在。 由于磷化氢对动物具有高毒性,且低残留,因此可作为粮仓熏蒸杀虫剂及灭鼠药, 用于粮食、烟草、动物饲料等的储藏;磷化氢也常用作有机合成及半导体制造中硅掺杂工艺 的磷源,另外,磷化氢还常被用作某些化学反应的催化剂。上述应用均需要对气相或水相中 的磷化氢浓度进行准确检测。因此,磷化氢浓度的检测对于环境科学、农林科学、化工产业 等均具有重要意义。目前,磷化氢的检测方法主要以气相色谱为基础,该方法虽然较为精确、检测范围 宽、重复性好,但由于必须使用包括气相色谱仪在内的大型设备,只适合实验室精密分析, 难以作为实验室常规分析手段和现场检测技术进行普及。为此,人们进一步开发了基于钼 酸铵显色的分光光度法,其原理是磷化氢分子可以在强氧化剂环境下(浓硫酸和高锰酸 钾)被氧化为磷酸,经酸碱中和后,磷酸根离子可以与钼酸铵反应,生成蓝色的显色产物。 由于该方法需要多步化学反应步骤,特别是强氧化剂不够稳定,使用危险性较高,为了开发 更为便捷的检测方法,人们又开发了硝酸银显色法。硝酸银显色法的原理是磷化氢可直接 与硝酸银溶液反应,生成淡黄色的磷化银显色。然而,硝酸银试剂稳定性较差,价格也较高, 使用范围较为有限。MTS/PMS体系常用于生物学细胞活性检测,其原理是新陈代谢活跃的活细胞内的 脱氢酶类可将MTS转化为显色的甲瓒化合物,其颜色深浅与活细胞数量在一定范围内呈高 度相关性,可用酶标仪检测。目前,并未发现用MTS/PMS体系检测磷化氢浓度的报道,我们 首次发现,磷化氢分子也具有类似的功能,因此,可借助这一原理对磷化氢进行检测。其中,PMS(吩嗪硫酸二甲酯)是电子偶联剂,可增加MTS在水溶液中的稳定性;MTS是一种新型的 四唑化合物,3- (4, 5-二甲基噻唑-2-基)-5- (3-羧甲酯基)-2- (4-磺苯基)-2H-四唑(金 翁),其结构如下所示:
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 为达到上述目的,具体采用如下的技术方案: -种水溶液中磷化氢浓度的检测方法,具体包括以下步骤: (1)使纯水与MTS的水溶液混合并进行反应,得反应后的混合溶液a,或者使PBS 溶液与MTS的PBS溶液混合并进行反应,得反应后的混合溶液b,以a或b作为参比溶液,检 测参比溶液的吸光度,平行测定至少3次(优选为3~6次),以平均值作为零点; (2)在PH值为6~8的条件下,使待测水溶液与MTS的水溶液或MTS的PBS溶液 混合并发生反应,得反应后的混合溶液A,检测A的吸光度,平行测定至少3次(优选为3~ 6次),取平均值;所述MTS的PBS溶液指的是将MTS溶于PBS中得到的溶液; (3)若A吸光度的平均值与参比溶液吸光度的平均值无显著性差异,则水溶液中 不含有磷化氢;若A吸光度的平均值与参比溶液吸光度的平均值有显著性差异,将检测到 的吸光度与吸光度-浓度曲线比较,即得水溶液中磷化氢的浓度; 其中,所述吸光度-浓度曲线通过采用若干个已知浓度的磷化氢标准PBS溶液分 别进行步骤(1)和步骤(2)的操作,得到磷化氢标准PBS溶液的吸光度,然后根据若干组对 应的浓度和吸光度的数据绘制而成。为了使吸光度-浓度曲线更加准确,应最少取5个已 知浓度的磷化氢标准PBS溶液,例如磷化氢标准PBS溶液可为0.lug/ml、0. 5ug/ml、lug/ml、 2ug/ml、5ug/ml或 10ug/ml〇由于实验过程中由环境温度、操作、原料等引起的误差,吸光度-浓度曲线的斜 率和截距等参数并不是固定不变的,所以最好能在每一次检测待测样品前,先行制作吸光 度-浓度曲线。 本专利技术的检测原理为,磷化氢分子可将MTS转化为可显色的Formazan(甲瓒)。 在本专利技术的技术方案中,优选地,步骤(1)的反应条件与步骤(2)的反应条件相 同,此处所述的反应条件相同指的是反应溶液的种类、反应溶液的体积比、反应温度和反应 时间相同。 具体的,反应溶液的种类相同指的是,若步骤(1)使纯水与MTS的水溶液混合并发 生反应,则步骤(2)使待测水溶液与MTS的水溶液混合并发生反应;若步骤(1)使PBS溶液 与MTS的PBS溶液混合并发生反应,则步骤(2)使待测水溶液与MTS的PBS溶液混合并发 生反应;若需要在MTS的水溶液或MTS的PBS溶液中加入电子偶联剂PMS,则在步骤(1)和 步骤⑵中同时加入。步骤⑴和步骤⑵中的PBS优选1XPBS。 具体的,步骤⑴反应的具体条件为:在PH为6~8的条件下,取体积比为3~ 8:1的纯水与MTS的水溶液在15~35°C的条件下反应5~30min得反应后的混合溶液a, 或者取体积比为3~8:1的I XPBS溶液与MTS的PBS溶液在15~35°C的条件下反应5~ 30min得反应后的混合溶液b。 步骤⑵反应的具体条件为:在PH为6~8的条件下,取体积比为3~8:1的待 测水溶液与MTS的水溶液或MTS的PBS溶液在15~35°C的条件下反应5~30min得反应 后的混合溶液A。 在本专利技术的技术方案中,为了增加MTS在水溶液中的稳定性,可以在MTS水溶液或 MTS的PBS溶液中加入电子偶联剂PMS(吩嗪硫酸二甲酯或称为吩嗪硫酸甲酯)。 在MTS的PBS溶液中加入PMS的基础上,步骤(2)优选采用如下的反应方式:在 PH为6~8的条件下,取体积比为3~8:1的待测水溶液与MTS和PMS的PBS溶液在15~ 35°C的条件下反应5~30min得反应后的混合溶液A,所述MTS和PMS的PBS溶液中MTS的 浓度为〇. 5~3mg/ml,PMS的浓度为0. 5~3mg/ml。所述MTS和PMS的PBS溶液指的是将 MTS和PMS溶于PH为6~8的IXPBS中所得的本文档来自技高网
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一种水溶液中磷化氢浓度的检测方法

【技术保护点】
一种水溶液中磷化氢浓度的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在PH为6~8的条件下,使纯水与MTS的水溶液混合并进行反应,得反应后的混合溶液a,或者使PBS溶液与MTS的PBS溶液混合并进行反应,得反应后的混合溶液b,以a或b作为参比溶液,检测参比溶液的吸光度,平行测定至少3次,以平均值作为零点;(2)在PH为6~8的条件下,使待测水溶液与MTS的水溶液或MTS的PBS溶液混合并发生反应,得反应后的混合溶液A,检测A的吸光度,平行测定至少3次,取平均值;(3)若A吸光度的平均值与参比溶液吸光度的平均值无显著性差异,则待测水溶液中不含有磷化氢;若A吸光度的平均值与参比溶液吸光度的平均值有显著性差异,将检测到的吸光度与吸光度‑浓度曲线比较,即得待测水溶液中磷化氢的浓度;其中,所述吸光度‑浓度曲线通过采用若干个已知浓度的磷化氢标准PBS溶液分别进行步骤(1)和步骤(2)的操作,得到磷化氢标准PBS溶液的吸光度,然后根据若干组对应的浓度和吸光度的数据绘制而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘涛李丽张广平龚绍润王跃进
申请(专利权)人:中国检验检疫科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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