一种生物柴油中磷含量的检测方法技术

一种生物柴油中磷含量的检测方法，先通过KOH与生物柴油的皂化反应生成皂，再对皂程序升温直接灰化，最后通过经典的磷钼蓝比色法测定磷含量。固态皂的生成克服了液态生物柴油前处理过程中样品的飞溅、燃烧等安全隐患，提高了方法的精密度与准确度。皂的灰化产物为易溶性磷酸盐，避免了后续的繁琐操作。本发明专利技术所建立的方法RSD为2.84％，回收率在96.69‑104.85％之间，方法的检测限为0.36mg/kg，定量限为1.22mg/kg。结果表明，本发明专利技术所建立的方法不依赖于大型仪器，成本较低，准确度和精密度较高，可满足生物柴油中磷含量日常检测的需要。

Method for detecting phosphorus content in biological diesel oil

A method for detecting phosphorus content in biological diesel oil is first produced by saponification reaction of KOH and biodiesel, then directly ashing with soap process temperature, and phosphorus content is determined by classical phosphorus molybdenum blue colorimetric method. The formation of solid soap overcomes the potential hazards of sample splash and combustion in the pretreatment process of liquid biodiesel, and improves the precision and accuracy of the method. The ashing product of soap is soluble phosphate, thus avoiding subsequent tedious operation. The RSD method is set up by the invention is 2.84%, the recovery rate was between 96.69 and 104.85%, the detection limit was 0.36mg/kg, the limit of quantitation was 1.22mg/kg. The result shows that the method of the invention is not dependent on the large instrument, and has the advantages of low cost, high accuracy and high precision, and can meet the requirement of the daily detection of the phosphorus content in the biological diesel oil.

【技术实现步骤摘要】
一种生物柴油中磷含量的检测方法
本专利技术涉及一种磷含量的测定方法，具体涉及一种生物柴油中磷含量的检测方法。
技术介绍
与传统的石化柴油相比，生物柴油以其可再生、清洁、安全、燃烧充分等优点越来越受到人们的重视。由于生物柴油中的磷可使柴油机尾气催化剂中毒，增加了污染物的排放，中国标准GB/T20828-2015、美国标准ASTMD6751、巴西标准ANP07/2008等均规定生物柴油中的磷含量不大于10mg/kg。上述标准均规定磷的检测采用电感耦合等离子体发射光谱法(Inductivelycoupledplasmaopticalemissionspectrometry，ICP)。ICP法检测效率高，但仪器昂贵、检测成本较高，所使用的有机溶剂如二甲苯具有较大的毒性，而且等离子体样品在传递过程中具有不稳定的特点。因此一些基于经典的磷钼蓝反应测定生物柴油中磷含量的方法被建立起来，这些方法均是通过样品前处理过程先将样品中的有机磷转化为无机磷酸盐，再通过磷酸根与显色剂反应形成蓝色络合物，依据其吸光度测定生物柴油中的磷含量，而其主要区别为样品的前处理过程，即如何将样品中的有机磷转化为无机磷。巫淼鑫等(常州大学学报,2004,16(2):23-25)向生物柴油中加入ZnO，先进行炭化然后灰化的方式进行样品前处理，Silveira(Fuel,2011,90(11):3485-3488)及Lima(Talanta,2012，98:118-122)向生物柴油中加入MgO，采用程序升温直接灰化的方式进行样品前处理。但上述生物柴油样品前处理的操作过程存在如下问题：首先炭化或灰化过程中样品易飞溅、燃烧，存在安全隐患，也导致样品检测的精密度与准确度欠佳。其次，所生成的灰化产物不溶于水，需要在加热条件下用强酸溶解，后续步骤又反复用酸、碱溶液调节pH以满足显色反应的要求。整个检测过程繁琐冗长，其测量结果亦逊于标准中所规定的ICP法。此外，生物柴油作为一种车用燃料其闪点很低，巫淼鑫采用电炉直接加热炭化，存在极大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述方法的不足，提供一种不依赖于国标中所规定的大型仪器，成本较低且检测过程简单的生物柴油中磷含量的检测方法，该方法能满足生物柴油的就地批次检验需求。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种生物柴油中磷含量的检测方法，将生物柴油与KOH进行皂化反应生成皂，然后采用程序升温的方式对皂进行灰化，再通过磷钼蓝比色法测定生物柴油中的磷含量；其中，生物柴油与KOH的质量比为6.0：1.0～2.0。本专利技术进一步的改进在于，皂化反应的温度为20～30℃，反应时间为30min～80min；或皂化反应的温度为40～100℃，反应时间为10min～30min。本专利技术进一步的改进在于，采用程序升温的方式对皂进行灰化的具体过程为：先在100～140℃下保温40～80min，再于230～270℃下保温150～210min，然后在280～320℃下保温30～90min，最终在650～700℃下保温90～150min。本专利技术进一步的改进在于，灰化后冷却至室温，沸水溶解灰分、过滤后用盐酸溶液调节过滤液pH值至2～4，定容。本专利技术进一步的改进在于，通过磷钼蓝比色法测定生物柴油中的磷含量的具体过程如下：①标准曲线的绘制：从磷酸盐标准溶液中分别移取0、1、2、4、6、8mL的溶液至50mL的比色管中，分别加入8mL硫酸联氨溶液和2mL钼酸钠稀硫酸溶液，定容至50mL，摇匀，100℃下反应10min，冷却至室温，定容至50mL，650nm下测量溶液的吸光度，绘制磷含量与吸光度的标准曲线；②磷钼蓝比色法：从容量瓶中移取40mL样品溶液进行显色反应，具体过程为：容量瓶中移取40mL样品溶液移至50mL的比色管中，加入8mL硫酸联氨溶液和2mL钼酸钠稀硫酸溶液，定容至50mL，摇匀，100℃下反应10min，冷却至室温，定容至50mL，650nm下测量溶液的吸光度，通过标准曲线得到样品溶液中的磷含量，由公式(1)计算生物柴油中的磷含量；式中，X：生物柴油中的磷含量，mg/kg；P：样品溶液中的磷含量，mg；V1：样品灰化后稀释的体积，mL；V2：比色时所取的被测液体积，mL；m：生物柴油的质量，g。本专利技术进一步的改进在于，磷酸盐储备液的配制：称取干燥24h的磷酸二氢钾0.4387g，用水溶解并稀释定容到1000mL，此溶液含磷0.1mg/mL；磷酸盐标准溶液的配制：用移液管吸取磷酸盐储备液10mL至100mL的容量瓶中，加水稀释并定容，此溶液含磷0.01mg/mL；硫酸联氨溶液的配制：将0.15g硫酸联氨溶解在1000mL水中，得到0.015％的硫酸联氨溶液；钼酸钠稀硫酸溶液的配制：量取140mL质量分数98％的浓硫酸注入300mL水中，冷却到室温，加入12.5g钼酸钠，溶解后用水定容至500mL容量瓶内，摇匀，静置24h备用；盐酸溶液的配制：将质量分数37％的浓盐酸溶解于等体积的水中。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术先通过KOH与生物柴油的皂化反应生成皂，再对皂程序升温直接灰化，最后通过经典的磷钼蓝比色法测定磷含量。固态皂的生成克服了液态生物柴油前处理过程中样品的飞溅、燃烧等安全隐患，提高了方法的精密度与准确度。皂的灰化产物为易溶性磷酸盐，避免了后续的繁琐操作，提高了整体检测过程的效率。本专利技术所建立的方法RSD为2.84％，回收率在96.69-104.85％之间，方法的检测限为0.36mg/kg，定量限为1.22mg/kg。本专利技术的方法不依赖于大型仪器，成本较低，准确度和精密度较高，可满足不同原料来源的生物柴油中磷含量日常检测的需要。进一步的，皂化反应在40～100℃进行，可以加快反应速度。进一步的，本专利技术中灰化的具体条件为：先在100～140℃下保温40～80min，再于230～270℃下保温150～210min，然后在280～320℃下保温30～90min，最终在650～700℃下保温90～150min。采用本专利技术的灰化条件，能够完全进行灰化。附图说明图1为加入不同助剂生物柴油的灰化过程的TG曲线。图2为加入不同助剂生物柴油的灰化过程的DTG曲线。图3为溶液中磷含量的标准曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术依据的原理是利用KOH与生物柴油通过皂化反应生成皂，这样就将生物柴油的灰化过程转化为皂的灰化过程，再经程序升温灰化将皂中的有机磷转化为无机磷。最后再通过水溶性磷酸根与显色剂反应形成磷钼蓝产物，依据其吸光度测定生物柴油中的磷含量。本专利技术实现过程如下：磷酸盐储备液的配制：称取干燥24h的磷酸二氢钾0.4387g，用水溶解并稀释定容到1000mL，此溶液含磷0.1mg/mL。磷酸盐标准溶液的配制：用移液管吸取磷酸盐储备液10mL至100mL的容量瓶中，加水稀释并定容。此溶液含磷0.01mg/mL。硫酸联氨溶液的配制：将0.15g硫酸联氨溶解在1000mL水中，得到0.015％的硫酸联氨溶液。钼酸钠稀硫酸溶液的配制：量取140mL浓硫酸(质量分数98％)注入300mL水中，冷却到室温，加入12.5g钼酸钠，溶解后用水定容至500mL容量瓶内，充分摇匀，静置24h备用。盐酸溶液的配制：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，将生物柴油与KOH进行皂化反应生成皂，然后采用程序升温的方式对皂进行灰化，再通过磷钼蓝比色法测定生物柴油中的磷含量；其中，生物柴油与KOH的质量比为6.0：1.0～2.0。

【技术特征摘要】
1.一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，将生物柴油与KOH进行皂化反应生成皂，然后采用程序升温的方式对皂进行灰化，再通过磷钼蓝比色法测定生物柴油中的磷含量；其中，生物柴油与KOH的质量比为6.0：1.0～2.0。2.根据权利要求1所述的一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，皂化反应的温度为20～30℃，反应时间为30min～80min；或皂化反应的温度为40～100℃，反应时间为10min～30min。3.根据权利要求1所述的一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，采用程序升温的方式对皂进行灰化的具体过程为：先在100～140℃下保温40～80min，再于230～270℃下保温150～210min，然后在280～320℃下保温30～90min，最终在650～700℃下保温90～150min。4.根据权利要求1所述的一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，灰化后冷却至室温，沸水溶解灰分、过滤后用盐酸溶液调节过滤液pH值至2～4，定容。5.根据权利要求1所述的一种生物柴油中磷含量的检测方法，其特征在于，通过磷钼蓝比色法测定生物柴油中的磷含量的具体过程如下：①标准曲线的绘制：从磷酸盐标准溶液中分别移取0、1、2、4、6、8mL的溶液至50mL的比色管中，分别加入8mL硫酸联氨溶液和2mL钼酸钠稀硫酸溶液，定容至50mL，摇匀，100℃下反应10min，冷却至室温，定容至50mL，650nm下测量溶液的吸光度，绘制磷含量与吸光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，李蓉，杨赛，马晓迅，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61