一种微波用于有机碳测定时样品前的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种微波用于有机碳测定时样品前处理方法。其特征为：当采用吸波材料直接接触样品进行加热时，吸波介质为硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钼、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三氧化钨、硫化钼、黄铜矿、硫化亚铜、铁氧体化合物等不含碳的吸波材料；当采用吸波材料间接进行加热时，吸波介质为碳、碳化硅、硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钼、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三氧化钨、二硫化钼、黄铜矿、硫化亚铜、铁氧体化合物等吸波材料。本方法具有升温速度快，反应充分等优点，适合各种有机碳样品测定前的处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波化学领域，尤其是关于微波用于有机碳测定时样品前处理的方法和装置。
技术介绍
微波是一种频率在O. 3 300 GHz、波长在O.1 IOOcm之间的电磁波。把微波能作为一种能量加以利用，通过在物料内部的能量耗散选择性加热物料，具有加热均匀、热效率高、升温和停止加热迅速以及可以改善材料性能等传统加热方式无法比拟的优点，在提高生产效率和改善生产条件等方面具有明显优势，因而在化学、冶金及材料等诸多领域得到了广泛的应用。作为一种快速升温的方法，微波加热在分析化学领域已经得到广泛的应用。然而，目前的应用主要集中在微波密闭加热湿法消解样品上面。而将微波作为各种样品中的总有机碳测定时前处理方法，目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术公开了一种微波用于有机碳测定时样品前处理方法，其特征在于使用微波辐射直接或间接加热吸波介质，当采用吸波材料直接接触样品进行加热时，吸波介质为硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化猛、氧化镍、三氧化鹤、硫化钥、黄铜矿、硫化亚铜或铁氧体化合物不含碳的吸波材料；当采用吸波材料间接进行加热时，吸波介质为碳、碳化硅、硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化猛、氧化镍、三氧化鹤、二硫化钥、黄铜矿、硫化亚铜或铁氧体化合物吸波材料；其中吸波材料与测定样品的重量比为2:1到100 :0. 001 ;吸波材料粒度为30到400目；优选吸波材料粒度在40到120目之间。本专利技术所述的处理方法，其中采用直接加热时，是将含有机碳样品与吸波材料共同放置于一石英或陶瓷坩埚中使样品与吸波材料直接接触，当利用微波辐射吸波材料时，样品在吸波材料表面别加热并与氧化剂或氧气进行反应生成二氧化碳。本专利技术所述的处理方法，其中采用间接接加热时，是将含有机碳样品放置于一石英或陶瓷反应管底部，该反应管外部放置吸收微波波材料，当利用微波辐射吸波材料时，反应管被加热使管内样品中的有机碳受热并与氧化剂或氧气进行反应生成二氧化碳。本专利技术采用吸波材料直接接触样品进行加热时优选吸波材料与测定样品的重量份数比为2:1到100 :0. 001 ;(吸波材料用量为5-100克，最佳用量为10-30克)；当采用吸波材料间接进行加热时吸波材料与测定样品的重量份数比为5:1到100 :0. 001 (吸波材料用量为10-300克，最佳用量为10-100克)。本专利技术更加详细的制备方法如下直接加热和间接加热。(一)、直接加热方式在本方式中，是将一定重量(5-100克，最佳用量10-30克)、一定粒度(30-400目，最佳40-80目)的吸波材料如硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三氧化钨、硫化钥、黄铜矿、硫化亚铜、铁氧体化合物等不含碳的吸波材料放 入石英或陶瓷坩埚中(或底部封闭的管)，然后将待测样品也放入在该坩埚(或底部封闭的 管)中直接与吸波材料接触。将该坩埚(或底部封闭的管)放入微波腔中进行微波辐射加热。 为了使样品中有机碳测定准确，吸波材料应不含碳或含碳量很低，这就需要吸波材料在合 成时尽量不引入含碳物质。当吸波材料含有少量碳时，应在使用前通过老化空烧的办法将 该吸波材料中的碳烧掉。在这种直接加热方式中，仍分为两种方式(I)当使用石英或陶瓷坩埚时，该坩埚装有吸波材料和样品后，放入到另一个透波的石 英或陶瓷容器中，该容器连接有载气入口管和载气出口管，使吸波材料受微波辐射升温并 使样品有机碳氧化为二氧化碳后被载气载入仪器进行测定。为使样品中有机碳更快的燃烧 转化为二氧化碳并被载气及时带出去检测，石英或陶瓷坩埚中装有的吸波材料表面上的样 品应能与载气充分接触。为达到这一目的，要求在吸波材料吸波后使温度迅速上升到最大 温度的前提下，尽量用小体积的坩埚装吸波材料，或使用在坩埚壁上带有透气孔的坩埚。这 样会使样品中有机碳很容易被氧化成二氧化碳并被载气及时带走送到检测器去检测。(2)当使用石英或陶瓷管装吸波材料和样品时，此时石英或陶瓷管应该足够长，能 使管伸出微波炉外面并能直接与载气入口和出口相连接。(二)间接加热方式在本方式中，是将一定重量(吸波材料用量为10-300克，最佳用量为10-100克)、一定 粒度(30到400目；优选吸波材料粒度在40到120)的吸波材料如碳、碳化硅、硅铁、三氧化 二镍、三氧化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化猛、氧化镍、三氧化鹤、二硫化钥、黄 铜矿、硫化亚铜、铁氧体化合物等吸波材料制作成一个带有凹槽的成型装置。该凹槽正好能 插入装有样品的石英管或陶瓷管，凹槽的深度至少能使管底部的样品全部充分的被吸波材 料所加热。装有样品的石英或陶瓷管中有载气入口和载气出口，使样品有机碳氧化为二氧 化碳后能被载气载入仪器进行测定。对上面两种加热方式。要使样品中的有机碳转化为二氧化碳并被带到检测装置被检测，应使用载气，它 们包括氮气、氩气、氧气或除去二氧化碳后的空气，其流速为10-400. 00毫升/分钟。当使用 氮气或IS气载气时，应在载气中添加O. 1-90%的氧气或在样品中加入大于样品重量O. 01% 的含氧的氧化剂如过氧化氢等。在两种方式中使用的吸波材料粒度为30到400目，最好在40到120目之间。采 用吸波材料直接接触样品进行加热时，吸波材料用量为5-100克，最佳用量为10-30克；当 采用吸波材料间接进行加热时，吸波材料用量为10-300克，最佳用量为10-100克。使用吸波介质，在微波辐射下直接或间接加热有机碳样品，使样品中有机碳在高 温下与氧气或其它氧化剂反应生成二氧化碳，并被载气载到吸收液或仪器进行后续测定。 其特征为当采用吸波材料直接接触样品进行加热时，吸波介质为硅铁、三氧化二镍、三氧 化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化猛、氧化镍、三氧化鹤、硫化钥、黄铜矿、硫化亚 铜、铁氧体化合物等不含碳的吸波材料；当采用吸波材料间接进行加热时，吸波介质为碳、 碳化硅、硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钥、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三 氧化鹤、二硫化钥、黄铜矿、硫化亚铜、铁氧体化合物等吸波材料。本专利技术公开的微波用于有机碳测定时样品前的处理方法与现有技术相比所具有的特点在于(O 本方法具有升温速度快，反应充分等优点，适合各种有机碳样品测定。(2)本方法装置简单，可以通过将家用微波炉进行简单改造而实现本方法测定。(3)本方法非常容易操作，没有复杂的装置，实用性很强。(4)由于微波加热效率高，所以本方法很节能。附图说明图1表示吸波材料直接接触样品进行加热示意图，该反应装置位于微波加热腔的顶部中心位置。将反应装置放在该位置，使装取样品或吸波材料时更容易操作，同时该位置也是微波聚焦加热最佳位置。图2表示表示吸波材料间接加热样品示意图，该反应装置位于微波加热腔的顶部中心位置。将反应装置放在该位置，使装取样品或向外取反应管时更容易操作，同时该位置也是微波聚焦加热最佳位置。图3表示表示吸波材料直接接触样品进行加热示意图，该反应装置位于微波加热腔的底部中心位置。将反应装置放在该位置，使装取样品或吸波材料时更容易操作，同时该位置也是微波聚焦加热最佳位置。图4表示图1表示吸波材料间接加热样品示意图,该反应装置位于微波加热腔的底部中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波用于有机碳测定时样品的前处理方法，其特征在于使用微波辐射直接或间接加热吸波介质，当采用吸波材料直接接触样品进行加热时，吸波介质为硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钼、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三氧化钨、硫化钼、黄铜矿、硫化亚铜或铁氧体化合物不含碳的吸波材料；当采用吸波材料间接进行加热时，吸波介质为碳、碳化硅、硅铁、三氧化二镍、三氧化二钴、硫化钼、硫化铁、四氧化三铁、二氧化锰、氧化镍、三氧化钨、二硫化钼、黄铜矿、硫化亚铜或铁氧体化合物吸波材料；其中吸波材料与测定样品的重量比为2:1到100：0.001；吸波材料粒度为30到400目；?在流速为10?400.00毫升/分钟的载气中添加0.1?100%的氧气或在样品中加入大于样品重量0.01%的含氧的氧化剂如过氧化氢、高锰酸钾、铬酸钾或重铬酸钾;所述的载气为氮气、氩气、氧气或除去二氧化碳后的空气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段旭川，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：