一种快速测定固体化学品蒸气压的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速测定固体化学品蒸气压的方法，其特征在于，(1)试样制备：试样制备成粉末状，测试前在干燥器中干燥；(2)试样测定：使用一个直径5-10mm的铝制样品盘装好试样，试样均匀分布，表面平整；选择氮气作为保护气和携带气，选择流速20mL/min-100mL/min，设定测定程序进行测定；(3)参比测定选择已知温度和蒸气压关系的物质如苯甲酸、邻苯二甲酸酐做参比物质按照试样测定的相同程序进行测定；(4)数据处理。具有操作方便，测量速度快，试样用量少等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学
，涉及。
技术介绍
物质蒸气压已经形成了很多测定方法，如沸点计法、等压计法、流逸法、怒森隙透法等，总体上可概括为动态法和静态法两大类。一般来说，静态法多用于测定中、高压蒸气压测压下限约为lkPa，等压计法是典型的静态法；沸点计法是典型的动态法，可用于相对更低些的蒸气压测定，但最好不低于0.5kPa，流逸法的测压下限为0.05Pa(付中华等，2010)。近年来极低蒸气压的测定方法研究较多，其中，质量隙透法一直是测定有机物极低蒸气压最准确、有效的方法。当被测物质放在有小孔的盒内，盒外为真空，蒸气分子就会不断从小孔向外扩散，若扩散到小孔处的气体分子能全部通过小孔逸出，根据气体分子运动理论，由实验测得物系的温度、小孔的面积、以及单位时间内盒中物质减少的量，便可计算出该物质的饱和蒸气压。近年来，自动化的扭矩和真空微量天平的出现，实现空下的连续测量，与国外研究情况相比国内有关低蒸气压测定的研究较少(李艳红等，2006)C.G.DE KRUIF and J.G.BLOK测定了 311-391K温度范围内苯甲酸蒸气压(C.G.DE KRUIF, 1982)由此得出苯甲酸的蒸气压与温度关系为Inp = -10803/T+34.038,R2 = 1，M.C0L0MINA等用努森隙透法测定了苯甲酸的6种二甲基苯甲酸衍生物的蒸气压(M.C0L0MINA, 1984)和 3 种四甲基苯甲酸的蒸气压(M.C0L0MINA, 1988)，Xian-Wei Li 等用努森隙透法测定了二苯并呋喃等4种化学物质的蒸气压(Xian-Wei Li，2002)，SAYEDMOHAMMAD ALIH0SSEINI等用努森隙透法测定了对硝基氯化苄和苯甲酸的蒸气压(SAYEDMOHAMMAD ALIH0SSEINI, 2006), Federica Barontini 等用热重分析法测定了 N-甲基吡咯烷酮、1，3_丙二醇、苄醚、2-羟基萘和水杨酸的蒸气压(Federica Barontini，2007)，G VKunte等用热重分析法测定金属有机化合物化学气相淀积和苯甲酸的蒸气压(G V Kunte,2008) οManueI J.S.Monte等用努森隙透法对轻基苯甲酸、对氰基苯甲酸、4-甲氨基苯甲酸、4-甲氨基苯甲酸、对乙酰氨基苯甲酸、4-乙酰氧基苯甲酸的蒸气压。可见，国内外均主要集中于降低测定下限的研究，热重分析法在国内外有用于液体物质饱和蒸气压测定方面研究报道，未见用于测定固体物质蒸气压报道，国外相应研究也较少，仅2篇相近的文献报道，国外固体研究主要用努森隙透法测定固体物质蒸气压。静态法多适用于常压和高压场合，装置简单，操作方便，因此使用较多，但是试样用量大，测量费时。动态法多用于常压下蒸气压的测量，也是使用较多的方法。拟静态法在多组分体系(如石油馏分、煤液化油馏分)的蒸气压测量时，具有独特的优势，可以省去液氮脱气操作，测量迅速。雷德法和参比法多用于工厂检测油品质量，实验研究多不采用。极微蒸气压的测定近几年有很大的现实意义，研究也较多，需要采用专门的实验研究方法如knudsen隙透法,knudsen隙透法的仪器设备复杂,价格昂贵，国内很少使用。热分析法和色谱法是现代的测量方法，样品用量少，测量迅速，准确度高，国外近年来已经开展这方面的研究，而国内研究则较少，应该探索这些现代分析仪器对特定样品的适宜的操作条件。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提出，物质的蒸气压是固体或液体物质上方的饱和蒸气压力，在热力学平衡时，纯净物质的蒸气压只是温度的函数，蒸气压随温度的变化规律及对应关系可分别利用Clapeyron方程和Antonie公式求解。蒸气压是持久性有机污染物的基础特性，对于确定持久性有机污染物在环境中的分布和结局具有重要作用，随着物质分子量的增加，其沸点越来越高，蒸气压也越来越难以测定，固体化学品的蒸气压数据不但是评估其挥发性的重要数据之一，同时还是对其进行生态毒理学试验(如快速生物降解性、水生生物急性毒性试验等)方法选择的依据，目前，高沸点低挥发性固体新化学物质蒸气压测定成为一个亟待解决难题。本专利技术建立一种快速测定固体化学品蒸汽压的方法，该方法与其它方法相比具有自动化程度高，操作方便，测量速度快，试样用量少等优点。蒸气压数据常用于相平衡计算，通过蒸气压数据还可以获得蒸发焓、升华焓等重要的热力学函数，同时，蒸气压还是评价物质稳定性的重要指标，如先进的航天航空燃料的蒸气压就需要严格控制。液体物质的蒸气压测定比较方便，方法也很成熟，固体的蒸气压较低，室温时蒸气压在0.1Pa以下，采用常用的动态法和静态法均无法达到目的。因而研究固体物质蒸气压测定方法是有意义和实际用途的，特别是在新化学物质的风险评价和物质的MSDS基础数据测试中有重要的应用价值。新化学物质的蒸气压数据不但是其风险评估和评估其挥发性的重要数据之一，同时也是对其进行生态毒理学试验(如快速生物降解、水生生物急性毒性试验等)方法选择的依据。通过对现有的蒸气压测试方法研究与比较，针对目前高沸点低挥发性固体新化学物质蒸气压测定方法的不足，根据现有蒸气压平衡法思想，建立热重分析法测定高沸点低挥发性固体新化学 物质蒸气压测定方法。固态物质的饱和蒸气压，是指在特定温度下固体上的饱和蒸气压力。在一定温度范围内，纯物质蒸气压的对数在动态热平衡条件下和温度的倒数呈线性相关。如下列简化的克劳休斯-克拉普龙方程所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速测定固体化学品蒸气压的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)试样制备试样制备成粉末状，测试前在干燥器中干燥；(2)试样测定使用一个直径5‑10mm的铝制样品盘装好试样，试样均匀分布，表面平整；选择氮气作为保护气和携带气，选择流速20mL/min‑100mL/min，设定测定程序进行测定；(3)参比测定选择已知温度和蒸气压关系的物质如苯甲酸、邻苯二甲酸酐做参比物质按照试样测定的相同程序进行测定；(4)数据处理1)通过恒温段的重量损失，计算这一温度的挥发速度；挥发速率按照下式计算；vT=1a×dmdt×TM]]>式中：vT－挥发速度(kg/s·m2)；a－挥发的表面积(m2)；dm/dt－单位时间内质量损失((kg/s)；T－绝对温度(K)；M－被试物摩尔质量(kg)；2)在EXCEL中将参比物的不同温度挥发速度和对应蒸气压值列表，用蒸气压对挥发速度作图，得一直线，其斜率为k；3)根据下列公式计算被测物质对应温度的蒸气压；PT＝k×vT4)在EXCEL中将温度的倒数和对应蒸气压对数值列表，用蒸气压对数值对温度倒数作图，得出两者关系式；5)通过得出的关系式计算出目标温度1nP，求反对数得出目标温度的蒸气压值。...

【技术特征摘要】
1.一种快速测定固体化学品蒸气压的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)试样制备 试样制备成粉末状，测试前在干燥器中干燥； (2)试样测定 使用一个直径5-10mm的铝制样品盘装好试样，试样均匀分布，表面平整；选择氮气作为保护气和携带气，选择流速20mL/min-100mL/min,设定测定程序进行测定； (...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣华，谭红，谢锋，宋光林，肖飞，陆洋，张继东，段亚玲，
申请(专利权)人：李荣华，
类型：发明
国别省市：贵州;52