一种用于测量柴油中含硫量的电化学传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，包括：线性扫描伏安法测量系统，以及两电极或三电极电化学工作体系；所述线性扫描伏安法测量系统与两电极或三电极电化学工作体系相连；其中，所述两电极电化学硫传感器由工作电极与辅助电极，以及离子液体

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量柴油中含硫量的电化学传感器


[0001]本专利技术涉及线性扫描伏安法(LSV)的电化学测量方法，涉及两电极或三电极的电化学体系，涉及离子液体对柴油中的含硫化合物的萃取作用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]柴油中的含硫化合物会在柴油燃烧时转化为有毒有害的硫氧化物(SO
x
)，汽车排放尾气中的硫氧化物会使后处理催化剂中毒，导致排放超标；硫氧化物排放到大气环境中，会引起环境污染问题，例如酸雨、雾霾等，对人们的身体健康造成严重威胁。同时硫氧化物会与在柴油燃烧过程中产生的水和水蒸气发生化学反应生成硫酸和亚硫酸导致内燃机腐蚀，内燃机零部件严重损坏，缩短内燃机的使用寿命；此外酸性物质的生成会降低机油的总碱值，导致换油周期大幅缩短。因此，柴油中硫含量是评价柴油质量的重要指标之一，很多国家对柴油含硫量都制定了严格的限制标准。根据某柴油技术要求质量标准，基于SH/T 0689试验方法，柴油中硫含量不得高于10ppm。测定柴油中硫含量的技术手段的重要性也愈专利技术显。
[0004]当前测定柴油中含硫量的主要技术方法有：紫外荧光法、单波长色散X射线荧光光谱法、氧化微库仑法等。
[0005]紫外荧光法通过利用紫外线照射二氧化硫使其变为激发态二氧化硫，激发态二氧化硫与稳定态二氧化硫接触后会发射荧光，经光电倍增管检测后依照信号值得出硫含量。紫外荧光法操作简单快捷，测定下限低，但在测定过程中产生的紫外线和辐射光会对人体产生危害。该方法是国
Ⅲ‑Ⅴ
的测定标准。
[0006]单波长色散X射线荧光光谱法通过利用X射线光束照射检测样品，测出硫元素Ka谱线强度，与标准强度曲线比对后即可测得硫含量。该方法不需要预处理，检测结果高效准确，但仪器价格昂贵，使用寿命短，还会产生电离辐射对人体造成危害。该方法是国
Ⅳ‑Ⅴ
的常用测定方法。
[0007]氧化微库仑法通过利用三碘离子与二氧化硫发生反应，依据消耗电量与法拉第电解定律，测得硫含量。该方法测定下限低，测量精度较高，但对操作环境较苛刻，设备维护工作繁重。该方法是国
Ⅳ‑Ⅴ
的常用测定方法。
[0008]由于以上测量方法所需仪器比较昂贵且不方便移动，需要专业技术人员操作仪器设备，测量过程不够便捷快速等问题的存在。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种更加轻便、快捷，且可以快速准确高效的柴油中硫含量的测定方法，该方法可以有效解决现有测定技术设备昂贵且不便移动的问题，
从而节省设备成本和时间成本，不受场地限制，测定结果较为精确。
[0010]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]本专利技术的第一个方面，提供了一种用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，包括：线性扫描伏安法测量系统，以及两电极或三电极电化学工作体系；所述线性扫描伏安法测量系统与两电极或三电极电化学工作体系相连；
[0012]其中，所述两电极电化学硫传感器由工作电极与辅助电极，以及离子液体
‑
有机溶剂混合液体组成两电极体系；
[0013]所述三电极电化学硫传感器由工作电极、辅助电极和参比电极，以及离子液体
‑
有机溶剂混合液体组成三电极体系。
[0014]本专利技术开发一款更为简便快捷的便携式/车载式硫传感器，有效解决现有测定技术设备昂贵且不便移动的问题。
[0015]本专利技术的第二个方面，提供了一种基于上述的电化学传感器测量柴油中含硫量的方法，包括：
[0016]将离子液体和有机溶剂混合均匀，制成萃取剂；
[0017]采用所述萃取剂对待测柴油中的含硫物进行萃取，得到萃取液；
[0018]采用线性扫描伏安法对萃取液进行检测，得到柴油中的含硫量。
[0019]本专利技术的第三个方面，提供了一种便携式/车载式硫传感器，包括：上述的电化学传感器。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021](1)本专利技术是基于线性扫描伏安法的电化学测量装置，相对其他设备体积大、笨重且无法移动的不足之处来说，本专利技术具有体积小、重量轻、易于便携的优势。
[0022](2)本专利技术相对于其他设备高昂的成本来说，本专利技术可以大幅降低设备生产成本。
[0023](3)本专利技术在兼顾成本相对较低的同时，具有相对较高的测量精度，最低理论可达10ppm以下，可以满足测量国六标准对于柴油中硫含量的要求。
[0024](4)本专利技术相对其他测量设备需配备专用实验室来说，本专利技术对于测量环境的要求不苛刻，不受场地限制。
[0025](5)本专利技术相对其他测量设备来说，操作更加简单便捷，对于操作人员的要求较低，不需要长时间的专业学习即可熟练使用该设备。
[0026](6)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1测量系统结构模块示意图；
[0029]图2线性扫描伏安法测量装置及被测液
‑
两电极体系；
[0030]图3线性扫描伏安法测量装置及被测液
‑
两电极体系；
[0031]图4两电极测量体系的伏安特性曲线测量示例；
[0032]图5三电极测量体系的伏安特性曲线测量示例。
具体实施方式
[0033]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0034]为解决现有技术的不足之处，本专利技术公开了基于线性扫描伏安法(LSV)的测定柴油中含硫量的两电极/三电极电化学传感器体系。本专利技术对于含硫量的测量下限理论上可达10ppm以下。本专利技术相对传统的硫含量测量技术具有体积小携带方便，测量成本低，工作环境要求低等优点。本专利技术是基于线性扫描伏安法开发的一种测量柴油中含硫量的电化学测量系统，即将线性电位扫描(电位与时间为线性关系)施加于工作电极，在电极电位正向扫描过程中，不同物质具有不同的氧化溶出电位，溶出峰电流大小与被测物浓度呈线性关系。为采用线性扫描伏安法测量硫含量，而柴油无法作为电解质溶液，且柴油中硫的主要是以硫醇、硫醚、噻吩等形式存在，其中噻吩占柴油总质量分数的85％以上，故柴油不能作为线性扫描伏安法的直接被测夜，而离子液体既可以作为电解质溶液，又可将柴油中的含硫物质(主要为噻吩)萃取出来。此外，可将离子液体([HNMP]SO4、[HNMP]H2PO4、[BMIM]HSO4、[BMIM]H2SO4、[BMIM]PF6等)与某种有机溶剂(乙腈、二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，其特征在于，包括：线性扫描伏安法测量系统，以及两电极或三电极电化学工作体系；所述线性扫描伏安法测量系统与两电极或三电极电化学工作体系相连；其中，所述两电极电化学硫传感器由工作电极与辅助电极，以及离子液体
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有机溶剂混合液体组成两电极体系；所述三电极电化学硫传感器由工作电极、辅助电极和参比电极，以及离子液体
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有机溶剂混合液体组成三电极体系。2.如权利要求1所述的用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，其特征在于，所述线性扫描伏安法测量系统包括：CPU系统板、恒电位模块、电源模块、AD转换模块或IV转换模块；所述恒电位模块分别与两电极或三电极的电化学工作体系相连，所述恒电位模块与IV转换模块或AD转换模块、CPU系统板循环相连。3.如权利要求1所述的用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，其特征在于，在线性扫描伏安法测量系统中设置初始电位、终止电位与扫描速率参数。4.如权利要求2所述的用于测量柴油中含硫量的电化学传感器，其特征在于，所述CPU系统板还与电脑或手...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文斌，陈厚昌，赵霏阳，董嘉淇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：