[發(fā)明專利]銨態(tài)氮、硝酸根、亞硝酸根及氮氧化物測定的樣品前處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610012856.X
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105606419A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段旭川;房金亮
• 申請（專利權(quán)）人: 天津師范大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/31;G01N21/47
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水溶液中銨態(tài)氮、硝酸根和亞硝 酸根的連續(xù)快速測定樣品前處理方法。

背景技術(shù)

銨態(tài)氮、硝酸鹽和亞硝酸根廣泛存在于自然水體中,尤其在深層地下水中硝酸根 含量較高。這些離子攝入人體,經(jīng)腸道中微生物的作用,能轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽而出現(xiàn)毒性作 用,是環(huán)境監(jiān)測必測項目之一。而亞硝酸根是水中銨態(tài)氮短期氧化的中間產(chǎn)物，具有很高的 毒害性。另外亞硝酸根也常用于食品防腐劑。也是環(huán)境檢測和食品檢驗中必檢的項目。

目前測定水溶液中硝酸鹽亞硝酸根主要采用的有酚二磺酸法、鎘柱還原法、離子 色譜法、氣相分子吸收光譜法、麝香草酚(百里酚)分光光度法、紫外分光光度法等。上述方 法測定手續(xù)比較麻煩，尤其是鎘柱還原法，操作條件比較苛刻，每次的鎘柱均需要重新制 作。同時，樣品中的共存離子和色度也干擾測定，因此每種方法的前處理都很耗時，不利于 快速測定。

近來，本發(fā)明人在使用國產(chǎn)的原子熒光進行銨態(tài)氮測定時意外發(fā)現(xiàn)，在堿性條件 并有某些金屬離子催化下，使用硼氫化鈉做還原劑，能很容易將水溶液中的硝酸根和亞硝 酸根還原成氨。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)生成的氨，在溶液體積比較小的情況下，很容易被 載氣分離出來并進行在線測定。通過進一步拓展實驗研究，本發(fā)明人對相關(guān)實驗結(jié)果進行 了歸納和總結(jié)，從而完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下的技術(shù)內(nèi)容：

一種銨態(tài)氮、硝酸根或（和）亞硝酸根及氣體中氮氧化物的快速測定樣品前處理方法， 其特征在于：

（一）當(dāng)測定對象是銨態(tài)氮、硝酸根或（和）亞硝酸根時，該方法由如下步驟組成：（1）向 密閉體系中的待測溶液加入無機堿，使銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氨，通入載氣使氨從溶液中揮發(fā)，進行 氨態(tài)氮的分離及在線或離線測定；（2）繼續(xù)向待測溶液加入催化劑和還原劑溶液，使溶液中 的硝酸根或（和）亞硝酸根被還原成氨，通過測定氨進而獲得硝酸根或（和）亞硝酸根的含 量。

（二）當(dāng)測定對象是氣態(tài)氮氧化物時，該方法由如下步驟組成：（1）向密閉體系中加 入催化劑、無機堿及還原劑溶液，（2）將含有待測的氮氧化物的載氣通入密閉體系的溶液 中，使氮氧化物轉(zhuǎn)化為氨并被載氣載出測定。通過測定氨進而獲得氮氧化物的含量。

本發(fā)明中所用的催化劑只是針對硝酸根或（和）亞硝酸根及氣態(tài)氮氧化物測定使所用， 該催化劑包括副族元素和部分主族元中的金屬或非金屬離子。不同的離子轉(zhuǎn)化硝酸根或 （和）亞硝酸根為氨的能力不同，因此測定時應(yīng)根據(jù)具體含量和溶液環(huán)境來確定。優(yōu)選的催 化劑是鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、硒、鋁、碘、釔、鋯、鉬、鎘、錫、銻、鑭、鎢、鉍、鈰、和貴 金屬元素的離子；更加優(yōu)選的催化劑是鐵、鈷、鎳、銅、鈦和貴金屬離子。

本發(fā)明所用的還原劑是堿金屬及堿土金屬的硼氫化物。優(yōu)選硼氫化鈉和硼氫化 鉀。

本發(fā)明所用無機堿性溶液是指氫氧化鈉（鉀）、碳酸鈉（鉀），優(yōu)選氫氧化鈉（鉀），

其摩爾濃度優(yōu)選在0.025—12M之間，更加優(yōu)選在4-10M之間。

本發(fā)明樣品溶液中的銨態(tài)氮、硝酸根或（和）亞硝酸根及氣態(tài)氮氧化物轉(zhuǎn)化為氨的 反應(yīng)及氣態(tài)氨分離溫度是室溫-99℃，這主要取決測定的項目。當(dāng)測定的是銨態(tài)氮時，可選 擇在室溫下進行但此時靈敏度比較低；因此當(dāng)測定含量比較低的銨態(tài)氮時，最好將溶液加 熱到60-90℃，此時靈敏度比較高。當(dāng)測定硝酸根或（和）亞硝酸根時，這兩項的轉(zhuǎn)化為氨的 反應(yīng)及氣態(tài)氨分離溫度也可以在室溫下進行，但最好是60-90℃，此時此時靈敏度比較高。

測定硝酸根或(和)亞硝根時，混合后催化劑離子濃度在毫0.001-100克/毫升，優(yōu) 選0.5-10毫克/毫升。

本發(fā)明所用的載氣可以是凈化后的空氣，也可以是惰性氣體。優(yōu)選使用高純的氮 氣或氬氣。也可以使用負壓進行溶液的攪拌及氣態(tài)氨的分離測定。載氣的流量最好在20— 500毫升/分鐘之間，優(yōu)選50—400毫升每分鐘。

本發(fā)明可與任一測定氨的儀器對接，這包括電極法，比色法。但優(yōu)選與氣相分子吸 收法，氣相光散射法對接。