一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂及制备方法，其质量百分比组成为：0.1～2wt％离子液体，1～10wt％表面活性剂，0.1～1wt％紫外线吸收剂，0.1～1wt％自由基捕获剂，0.1～1wt％有机色素染料，0.1～10wt％反应滴定剂，1～10wt％两亲小分子溶剂，余量为水，离子液体和紫外线吸收剂中均含有芳环骨架结构。离子液体对紫外线吸收剂起到π

【技术实现步骤摘要】
一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及滴定分析化学
，具体涉及一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂及制备方法。

技术介绍

[0002]自然光是具有不同波长的电磁波组成，人眼可见的波长是在380～780nm之间的可见光。之所以传统有机染料指示剂水溶液在环境置放下变质，部分原因是因为物质结构特定化学键中电子跃迁对特定波长的光具有吸收，而引发的能级跃迁。根据量子理论，光子所具有的能量与其频率成正比，即与光的波长成反比。光子即光量子，作为传递电磁相互作用的规范粒子记为v，光子能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，为光子能量的表达式，其中h为普朗克常数、v为光子频率，λ为光子波长。自然光中包含一部分短波长高能量的紫外光，在紫外光线激发下有机染料指示剂母核化学键部分断裂，无法显现出原有染料指示显色性能，即有机染料指示剂失效。
[0003]由于化学结构和发光原理的差别，不同有机分子对不同波长光线的吸收性能以及光致氧化降解的难易程度差异很大，比如：酸性铬蓝K等偶氮类染料含共轭不饱和键和贫电子取代基，故在400nm以下短波长光线中具有显著紫外吸收性能，其偶氮化学键同样可能会因为电子激发至反键轨道而断裂，失去显色性能；以2
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(3,5
‑
二叔丁基
‑2‑
羟苯基)
‑5‑
氯苯并三唑(简称：UV
‑
327，CAS号3864
‑
99
‑
1)为代表的紫外线吸收剂，可强烈吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分而本身又不发生变化，并以能量转换形式将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来消耗掉。
[0004]目前，大量紫外线吸收剂被设计用于塑料、化纤、油漆及石油制品中，特别适用于浅色透明制品，例如可用于油漆和各种塑料制品中，对聚氯乙烯、聚酯、丙烯酸、树脂、聚苯乙烯和浅色透明家具等的防护特别有效，更是良好的化妆品添加剂，以保护上述制品免受由于紫外线照射导致的光氧化降解侵害，使产品使用寿命大为延长。
[0005]然而，由于紫外线吸收剂的化学结构基础大多为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等含长脂肪链或芳环等脂溶性的疏水性基团，且几乎含很少比例的
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OH、
‑
SO3H、
‑
COOH等亲水性极性基团，故作为高分子制品添加剂而设计的紫外线吸收剂尽管具有很强的紫外吸收性能且价格便宜，但在具有极性的水溶液中溶解分散性不佳，难以直接应用于水溶液体系中实现对有机染料的紫外线防护。
[0006]指示剂是分析化学中的一类试剂，它常常用于滴定操作中，利用指示剂与无机离子具有高度灵敏性与选择性反应，且反应完成时会迅速变成另一种颜色的特征，来指示滴定反应的终点。根据滴定反应类型的不同，指示剂可分为酸碱指示剂、氧化还原指示剂和络合指示剂等三类，通常是有机色素染料分子作为指示剂。
[0007]在传统的化学分析实验室中，往往对待测样品间歇取样测试，现配现用所用指示剂溶液以避免其变质。随着水质检测传感技术自动化的发展，需要开发在室外环境下基于流动比色法具有高稳定性的化学试剂用于水质指标连续监测。因此，具有长效保质期的滴
定试剂研究，尤其是与基于比色法的连续流动分析仪联用的水体检测滴定试剂成为研究重点。
[0008]近年来，流动注射分析技术(Flow Injection Analysis,FIA)通过蠕动泵将样品与试剂按照特定的顺序和比例混合，保证混合过程与反应时间的高度重现与定量化，可自动化高效率地完成水样的连续取样分析、在线显色与远程测定。需开发出可与此类连续流动分析仪蠕动泵联用取样，且在环境下性状稳定的液态滴定试剂。显然，实验室中通常现配现用的指示剂水溶液其稳定性难以满足连续流动分析仪长达数周数月野外环境取样所需的长效稳定性需求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂及制备方法，离子液体及表面活性剂对脂溶性的紫外线吸收剂起到增溶作用，具体为离子液体对紫外线吸收剂起到π
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π堆积非共价键改性作用、表面活性剂对紫外线吸收剂起到乳化作用，二者协同配合显著提高了紫外线吸收剂在水溶性体系中的溶解度，相对高浓度的紫外线吸收剂可以有效吸收外界透射光线中的紫外光，从而提高有机色素染料的长效稳定性，确保水溶性染料滴定试剂具有优异的抵抗光致氧化降解性能，无需现配现用，实现长效保质稳定的目的。
[0010]为实现上述目的，本专利技术的技术方案之一：设计一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其质量百分比组成为：0.1～2wt％离子液体，1～10wt％表面活性剂，0.1～1wt％紫外线吸收剂，0.1～1wt％自由基捕获剂，0.1～1wt％有机色素染料，0.1～10wt％反应滴定剂，1～10wt％两亲小分子溶剂，余量为水，所述的离子液体和紫外线吸收剂中均含有芳环骨架结构。
[0011]优选的技术方案是，所述的离子液体由芳香性阳离子和阴离子组成，所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂，所述的紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，所述的反应滴定剂为酸、碱、氧化剂、还原剂、螯合剂中的一种。
[0012]进一步优选的技术方案还有，所述的芳香性阳离子为咪唑鎓阳离子、吡啶鎓阳离子、异喹啉鎓阳离子中的一种或几种，其结构参见表1，R1～R5为氢原子、烷基、杂烷基中的一种；
[0013]表1芳香性阳离子结构通式
[0014][0015]所述的阴离子为卤离子、芳基磺酸根、烷基硫酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根和羧酸根中的一种或几种。
[0016]进一步优选的技术方案还有，所述的芳香性阳离子中，R1～R5为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基中的一种。
[0017]优选的技术方案还有，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酸酯中的一种或几种。
[0018]进一步优选的技术方案还有，所述的表面活性剂为月桂醇、鲸蜡醇、油醇、聚乙二醇壬基苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚(又名曲拉通，Triton X
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100)、吐温
‑
20、吐温
‑
80中的一种或几种。
[0019]优选的技术方案还有，所述的紫外线吸收剂为2
‑
苯并三唑
‑2‑
基
‑
4,6
‑
双叔戊基苯酚(又名UV
‑
320)、2
‑
(2'
‑
羟基
‑
3',5'
‑
二叔丁基苯基)
‑5‑
氯化苯并三唑(又名UV
‑
327)、2
‑
(3,5
‑
二叔戊基
‑2‑
羟基苯基)苯并三唑(又名UV
‑
328)、2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，其质量百分比组成为：0.1～2wt％离子液体，1～10wt％表面活性剂，0.1～1wt％紫外线吸收剂，0.1～1wt％自由基捕获剂，0.1～1wt％有机色素染料，0.1～10wt％反应滴定剂，1～10wt％两亲小分子溶剂，余量为水，所述的离子液体和紫外线吸收剂中均含有芳环骨架结构。2.如权利要求1所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的离子液体由芳香性阳离子和阴离子组成，所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂，所述的紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，所述的反应滴定剂为酸、碱、氧化剂、还原剂、螯合剂中的一种。3.如权利要求2所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的芳香性阳离子为咪唑鎓阳离子、吡啶鎓阳离子、异喹啉鎓阳离子中的一种或几种，其结构参见表1，R1～R5为氢原子、烷基、杂烷基中的一种；表1芳香性阳离子结构通式所述的阴离子为卤离子、芳基磺酸根、烷基硫酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根和羧酸根中的一种或几种。4.如权利要求3所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的芳香性阳离子中，R1～R5为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基中的一种。5.如权利要求2所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚山梨酸酯中的一种或几种。6.如权利要求5所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的表面活性剂为月桂醇、鲸蜡醇、油醇、聚乙二醇壬基苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚、吐温
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20、吐温
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80中的一种或几种。7.如权利要求2所述的稳定性好的水溶性染料滴定试剂，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为2
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苯并三唑
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基
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【专利技术属性】
技术研发人员：李庆铁，李靖，田军，熊迎军，
申请(专利权)人：上海蓝长自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：