偶氮染料合成过程快速分析方法技术

一种偶氮染料合成过程快速分析方法，涉及一种染料快速分析方法，包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；步骤S1是先建立对位酯重氮盐分析模型，实时配制系列待测对位酯重氮液样品，并立即用光谱仪采集光谱数据，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量；步骤S2是先建立偶合过程反应产物分析模型，实时配制系列待测偶合反应液样品，并立即用光谱仪采集光谱数据，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。本发明专利技术适用于染料合成过程的实时控制，操作简单、检验周期短，准确度高、检验成本低，在染料产品质量监控具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种染料快速分析方法，特别是一种偶氮染料合成过程快速分析方法。
技术介绍
偶氮染料是纺织品服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料，用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。偶氮是国际环保要求的必检项目之一，标准规定被检产品中不得含有禁用的偶氮染料中间体。目前用于检验的染料分析方法有高效液相色谱法、薄层色谱法、常规分光光度法、化学滴定分析等。其中色谱法准确度高，但存在操作复杂、检验周期长、检验成本高的缺点；常规分光光度法多基于单波长或者双波长分析，定量分析测定结果准确度不高。本申请的专利技术人曾提出过基于斜投影算法的染料含量分析方法，即授权公告号为CN103954713B的《一种染料含量的快速检测方法》，该方法是一种针对染料成品的简单易行、快速准确地测定染料含量的方法，但由于其未考虑到染料合成过程中复杂的背景组分干扰情况，不适用于染料合成过程的实时控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种偶氮染料合成过程快速分析方法，以解决现有技术存在的操作复杂、检验周期长、检验成本高、准确度不高、不适用于染料合成过程实时控制的不足之处。解决上述技术问题的技术方案是：一种偶氮染料合成过程快速分析方法，该方法包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；所述的步骤S1是在对位酯重氮化反应过程中，先建立对位酯重氮盐分析模型，并实时配制系列待测对位酯重氮液样品，在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量；所述的步骤S2是在重氮盐偶合反应过程中，先建立偶合过程反应产物分析模型，并实时配制系列待测偶合反应液样品，在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。本专利技术的进一步技术方案是：所述的步骤S1包括如下工序：S11、建立对位酯重氮盐分析模型，S12、实时配制系列待测对位酯重氮液样品，S13、在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外-可见光谱数据，S14、测定待测对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量；S15、重复步骤S14，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量，实现过程控制；所述的步骤S2包括如下工序：S21、建立偶合过程反应产物分析模型，S22、实时配制系列待测偶合反应液样品，S23、在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外-可见光谱数据，S24、测定待测偶合反应液中偶氮染料的含量，S25、重复步骤S24，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。本专利技术的再进一步技术方案是：在步骤S11中，所述的建立对位酯重氮盐分析模型包括以下工序：S111、参比对位酯重氮盐紫外-可见光谱数据的采集：从对位酯重氮化反应过程的对位酯重氮液中分别移取不同体积的溶液至100mL容量瓶中，定容，摇匀，得到系列浓度的参比对位酯重氮液；采用紫外-可见光纤光谱仪采集系列浓度的参比对位酯重氮液的光谱数据，得到光谱数据矩阵A；S112、液相色谱-光谱联用分离参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分：从系列浓度的参比对位酯重氮液中任意选取一种参比对位酯重氮液，在选定的液相色谱条件下进行液相色谱分析，同时采集多波长紫外-可见光强度格式数据M；将光强度格式数据转化成不同时间下多波长下的吸光度矩阵M1；选取其中的某一个波长对吸光度矩阵M1作图，判断有效组分的峰位置，将吸光度矩阵M1中有效组分光谱数据Z1和其它组分光谱数据B1分离出来；S113、测定参比对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量：分别对吸光度矩阵M1和有效组分光谱数据Z1进行求和积分，通过两者积分的比值计算出参比对位酯重氮液中有效组分对位酯重氮盐的含量x1；S114、参比对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号分离：用奇异值分解对有效组分光谱数据Z1和其它组分光谱数据B1进行降维，采用判断系统独立变量法方法确定有效组分光谱数据Z1的主成分数m1和其它组分光谱数据B1的主成分数n1，从降维后的其它组分光谱数据B1中选取前n1列作为背景光谱数据H，从降维后的有效组分光谱数据Z1中选取前m1列作为有效光谱数据S；应用斜投影算法从光谱数据矩阵A中分别计算出在不同浓度的参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分的信号，分别记为ZFa和BJb，同时得到零浓度时的有效组分的基础响应信号zj和其它组分的基础响应信号bj。本专利技术的再进一步技术方案是：在步骤S112中，所述的选定的液相色谱条件为：色谱柱：C18色谱柱（4.6mm*150mm)；流动相：以1g四丁基溴化胺和3g磷酸二氢钠配制的水溶液作为缓冲溶液，梯度洗脱；0-30min；乙腈：水=40：60（V/V)；30-55min；乙腈：水=5：95（V/V)；55-80min；乙腈：水=95：5(V/V)；流速：1.0mL/min；进样量：20μL；柱温：20℃；检测波长：270nm。本专利技术的再进一步技术方案是：在步骤S12中，所述的实时配制系列待测对位酯重氮液样品包括如下内容：在重氮化反应过程中，从滴加亚硝酸钠溶液开始每隔2～5分钟用移液管取对位酯重氮液于烧杯中，用蒸馏水稀释至烧杯100mL刻度，得到系列待测对位酯重氮液样品。本专利技术的再进一步技术方案是：在步骤S14中，所述的测定待测对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量包括如下内容：利用Matlab计算平台，导入待测对位酯重氮液样品的多波长紫外-可见光谱数据，结合斜投影算法，计算出待测对位酯重氮液的有效组分对位酯重氮盐信号值Da和其它组分的信号值Db，通过公式Ⅰ计算求得被测对位酯重氮盐的含量y1：在公式Ⅰ中；Da和Db分别为待测对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号；ZFa和BJb分别为参比对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号；zj和bj为零浓度下有效组分和其它组分的基础响应信号；x1为参比对位酯重氮盐的含量。本专利技术的再进一步技术方案是：在步骤S21中，所述的建立偶合过程反应产物分析模型包括如下工序：S211、从偶合反应液中分别移取不同体积的溶液至100mL容量瓶中，定容，摇匀，得到系列浓度的参比偶合反应液；采用紫外-可见光纤光谱仪采集该系列浓度的参比偶合反应液的光谱数据，得到光谱数据矩阵O；S212、从系列浓度的参比偶合反应液中任取一份，在选定的液相色谱条件下进行液相色谱分析，以峰面积归一法计算其偶氮染料的含量x2；在高效液相色谱分析同时采集其多波长紫外-可见光强度格式数据M2，并将光强度格式数据转化成不同时间多波长下的吸光度矩阵M3；S213、选择某一波长对吸光度矩阵M3作图，判断偶氮染料的峰位置后，从吸光度矩阵M3中分离得到偶氮染料光谱数据Z2和其它组分光谱数据B2；S214、采用判断系统独立变量数方法确定偶氮染料光谱数据Z2和其它组分光谱数据B2的主成分数m2；应用奇异值分解[u,s,v]=SVD[B2]对其它组分光谱数据B2进行降维；将数据u中前m2列选出作为背景光谱数据BJ；同样对偶氮染料光谱数据Z2降维，选取偶氮染料光谱数据Z2中间m2列数据作为有效组分光谱数据ZF；S215、应用计算平台，导入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：该方法包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；所述的步骤S1是在对位酯重氮化反应过程中，先建立对位酯重氮盐分析模型，并实时配制系列待测对位酯重氮液样品，在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量；所述的步骤S2是在重氮盐偶合反应过程中，先建立偶合过程反应产物分析模型，并实时配制系列待测偶合反应液样品，在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。

【技术特征摘要】
1.一种偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：该方法包括步骤S1、偶氮染料合成的重氮化过程分析检测和步骤S2、偶氮染料合成的偶合过程分析检测；所述的步骤S1是在对位酯重氮化反应过程中，先建立对位酯重氮盐分析模型，并实时配制系列待测对位酯重氮液样品，在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量；所述的步骤S2是在重氮盐偶合反应过程中，先建立偶合过程反应产物分析模型，并实时配制系列待测偶合反应液样品，在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集光谱数据，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。2.根据权利要求1所述的偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：所述的步骤S1包括如下工序：S11、建立对位酯重氮盐分析模型，S12、实时配制系列待测对位酯重氮液样品，S13、在取得每个待测对位酯重氮液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外-可见光谱数据，S14、测定待测对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量；S15、重复步骤S14，测定对位酯重氮化反应过程的不同反应时间下的对位酯重氮盐的含量，实现过程控制；所述的步骤S2包括如下工序：S21、建立偶合过程反应产物分析模型，S22、实时配制系列待测偶合反应液样品，S23、在取得每个待测偶合反应液样品后立即用光谱仪采集多波长紫外-可见光谱数据，S24、测定待测偶合反应液中偶氮染料的含量，S25、重复步骤S24，测定偶合反应过程的不同反应时间下的偶氮染料的含量，实现过程控制。3.根据权利要求2所述的偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：在步骤S11中，所述的建立对位酯重氮盐分析模型包括以下工序：S111、参比对位酯重氮盐紫外-可见光谱数据的采集：从对位酯重氮化反应过程的对位酯重氮液中分别移取不同体积的溶液至100mL容量瓶中，定容，摇匀，得到系列浓度的参比对位酯重氮液；采用紫外-可见光纤光谱仪采集系列浓度的参比对位酯重氮液的光谱数据，得到光谱数据矩阵A；S112、液相色谱-光谱联用分离参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分：从系列浓度的参比对位酯重氮液中任意选取一种参比对位酯重氮液，在选定的液相色谱条件下进行液相色谱分析，同时采集多波长紫外-可见光强度格式数据M；将光强度格式数据转化成不同时间下多波长下的吸光度矩阵M1；选取其中的某一个波长对吸光度矩阵M1作图，判断有效组分的峰位置，将吸光度矩阵M1中有效组分光谱数据Z1和其它组分光谱数据B1分离出来；S113、测定参比对位酯重氮液中对位酯重氮盐的含量：分别对吸光度矩阵M1和有效组分光谱数据Z1进行求和积分，通过两者积分的比值计算出参比对位酯重氮液中有效组分对位酯重氮盐的含量x1；S114、参比对位酯重氮液的有效组分和其它组分的信号分离：用奇异值分解对有效组分光谱数据Z1和其它组分光谱数据B1进行降维，采用判断系统独立变量法方法确定有效组分光谱数据Z1的主成分数m1和其它组分光谱数据B1的主成分数n1，从降维后的其它组分光谱数据B1中选取前n1列作为背景光谱数据H，从降维后的有效组分光谱数据Z1中选取前m1列作为有效光谱数据S；应用斜投影算法从光谱数据矩阵A中分别计算出在不同浓度的参比对位酯重氮液中有效组分和其它组分的信号，分别记为ZFa和BJb，同时得到零浓度时的有效组分的基础响应信号zj和其它组分的基础响应信号bj。4.根据权利要求3所述的偶氮染料合成过程快速分析方法，其特征在于：在步骤S112中，所述的选定的液相色谱条件为：色谱柱：C18色谱柱（4.6mm*150mm)；流动相：以1g四丁基溴化胺和3g磷酸二氢钠配制的水溶液作为缓冲溶液，梯度洗脱；0-30min；乙腈：水=40：60（V/V)；30-55min；乙腈：水=5：95（V/V)；5...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟晖，陆泓男，方凤，姚志湘，赵立军，苏宗婷，刘柳，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45