[發明專利]一種釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法及其應用

有效

• 申請號: 200910013447.1
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN101995386A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 劉建國;陳富于;陳暉;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及紫外定量測定領域，特別是涉及一種釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法及其應用。

背景技術

釩原子的價層電子結構為3d³4s²，可形成V(Ⅴ)、V(Ⅳ)、V(Ⅲ)、V(Ⅱ)價態化合物，是典型的變價元素，這決定了釩的電化學行為很活躍。且V(Ⅴ)/V(Ⅳ)電對與V(Ⅲ)/V(Ⅱ)電對的電位差為1.26V，全釩氧化還原電池(簡稱釩電池)由此條件建立并迅速發展。

釩電池的正負極電解液分別是含有V(Ⅴ)/V(Ⅳ)、V(Ⅲ)/V(Ⅱ)釩化合物的酸性溶液，其活性物質是以溶液形式分別存儲于正負極儲液罐中，正負極電解液由質子交換膜隔開，因此不會產生交叉污染，電極反應速度快且電池的功率、容量可調，有著廣泛的用途。

目前，對釩電池電解液中不同價態釩離子濃度的測定分析以電位滴定方法為主，該方法采用氧化還原反應用重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨等化學試劑進行電位滴定，能夠完成對釩離子濃度的測定。但是，該方法用于釩電池負極電解液濃度測定的準確度有待于提高，并且該方法的操作過程繁瑣，不利于簡單、快速的分析釩電解液濃度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法及其應用，該方法測定結果準確、操作過程簡單、便捷，適于釩電池負極電解液濃度的測定、含有V(Ⅲ)、V(Ⅱ)釩離子相關產品的實驗室分析和質量控制。

本發明的技術方案是：

為了達到上述目的，本發明提供的釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法，包括以下幾個步驟：

(1)分別準確稱取一定量已知純度的V(Ⅲ)或V(Ⅱ)價態的釩離子化合物作為標準樣品，在酸性溶劑中配制成5mmol/L～500mmol/L濃度范圍的溶液，在190nm～900nm波長范圍內做全譜掃描，確定V(Ⅲ)或V(Ⅱ)價態釩離子的特征吸收波長；

(2)分別將已知純度V(Ⅲ)或V(Ⅱ)價態釩離子的化合物用酸性溶劑配制成濃度為5mmol/L～500mmol/L的標準樣品溶液；在V(Ⅲ)或V(Ⅱ)釩離子的特征吸收波長處測定一系列不同濃度的同一價態釩溶液的吸光度，并以標準溶液的濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線；

(3)將未知濃度的釩電池負極溶液配制成上述濃度范圍內的溶液，按照上述方法測定吸光度，通過標準曲線找到該吸光度對應的濃度，此濃度即為未知溶液的濃度。

本發明中，已知純度V(Ⅲ)或V(Ⅱ)釩離子化合物是通過一種或幾種分析純物質或對某一種或幾種化合物進行電解氧化或還原成其他價態的化合物。

本發明中，酸性溶劑為：硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸或碳酸等無機酸。

本發明中，酸性溶劑濃度為0.01mol/L～2mol/L。

本發明中，溶液溫度為常溫。

本發明中，掃描波長范圍為190nm～900nm。

本發明中，V(Ⅱ)化合物在空氣中極不穩定，需要隔絕空氣或充氮氣保護。

本發明中，測定標準曲線的波長為V(Ⅲ)或V(Ⅱ)釩離子化合物的特征吸收波長。

本發明提供的釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法在釩電池負極電解液濃度的測定、含有V(Ⅲ)或V(Ⅱ)釩離子相關產品的實驗室及工業分析中的應用。

本發明的優點：

1、本發明提供的釩電池負極電解液濃度的紫外定量測定方法不需要特殊的儀器，且操作過程簡單、迅速，分析結果準確可靠，可用于釩電池負極電解液濃度的測定、含有一定濃度V(Ⅲ)或V(Ⅱ)釩離子相關產品的實驗室及工業分析和質量控制。

2、本發明提供的釩離子濃度的紫外定量測定方法可同時分別測定混合價態的釩電池負極電解液釩離子的濃度，避免不同價態釩離子對測定的干擾。

附圖說明

圖1為V(Ⅲ)溶液在190nm～900nm波長范圍內的全波譜。

圖2為V(Ⅲ)溶液在最大吸收波長處的標準曲線，該標準曲線線性相關系數R²＝0.9999，回歸方程C＝0.09882×A-0.00004。

圖3為V(Ⅱ)溶液在190nm～900nm波長范圍內的全波譜。

圖4為V(Ⅱ)溶液在最大吸收波長處的標準曲線，該標準曲線線性相關系數R²＝0.9999，回歸方程C＝0.35263×A-0.00038。

具體實施方式

實施例1

1、熱重法確定硫酸氧釩結晶水個數，作為標準樣品。