高效减水剂中合成过程控制检测方案(毛细管电泳仪)

混 凝 土Concrete原材料及辅助物料MATERIAL AND ADMINICLE2007年第10期(总第216期)Number 10 in 2007 Total No.216) 高效毛细管电泳在高效减水剂合成过程控制中的应用 孔红星，周小柳，谢清若，李利军，王迎波 (广西工学院生物与化学工程系，广西柳州545006 摘 要： 利用高效毛细管电泳快速测定氨基磺酸系高效减水剂合成过程中对氨基苯磺酸和苯酚的含量，研究了分离条件对测定的影响，确定了最佳测定条件。该法简单、快速，准确度高，能满足氨基磺酸系高效减水剂合成工艺的测定要求。 关键词： 对氨基苯磺酸；苯酚；高效毛细管电泳；高效减水剂 中图分类号： TU528.01 文献标志码： A 文章编号： 1002-3550-(2007)10-0054-02 Application ofhigh performance capillary electrophoresis in synthesize control for superplasticizer KONG Hong-xing， ZHOU Xiao-liu， XIE Qing-ruo， LI Li-jun， WANG Ying-bo ( Department of Biological and Chemical Engineering， Guangxi University of Technology， Liuzhou 545006， China) Abstract：P-aminobenzene sulfonic acid and phenol in aminosulfonic acid-based superplasticizer synthesize was separated and determined byhigh performance capillary electrophoresis.The optimum conditions were obtained by the test.This method was easy， rapid，accurate and pleasedfor technologic determination of aminosulfonic acid-based superplasticizer. Key words：p-aminobenzene sulfonic acid； phenol； high performance capillary electrophoresis； superplasticizer 0 前言 氨基磺酸系高效减水剂不但具有较高的减水率，同时在保持混凝土坍落度方面比传统的减水剂强得多，使混凝土具有良好的工作性及耐久性，是当今最有发展前途的新型高效减水剂之一，目前国内对此类减水剂的研究日渐增多1-2。氨基磺酸系减水剂的合成工艺对其性能具有较大的影响，作为合成高效减水剂的主要原料，对氨基苯磺酸和苯酚的反应度关系到最终产品的质量，即时了解反应过程中对氨基苯磺酸和苯酚的剩余量可以控制缩合反应的进度，有利于产品性能的提高B4。能同时测定对氨基苯磺酸和苯酚的方法未见报导。 高效毛细管电泳是以毛细管为分离室，以高压直流电流为驱动力，在毛细管中按淌度差别而实现分离。高效毛细管电泳具有仪器简单，分析速度快，分离效率高，样品处理容易，成本低，消耗少，无环境污染等特点。本文利用高效毛细管电泳同时快速测定对氨基苯磺酸和苯酚的含量，为高效减水剂的合成提供指导。 1 试验部分 1.1 主要试剂 十六烷基三甲基溴化铵，硼砂，磷酸二氢钾，氢氧化钠，对氨基苯磺酸，苯酚，盐酸，以上均为国产AR试剂。 1.2 主要仪器 ACS2000 型高效毛细管电泳，负电源电压0~-30kV可调)，毛细管 cp=75um，总长47cm，有效分离长度 31cm)(以上仪器均为北京彩彩科学仪器有限公司提供)；UV-2102PC 型紫外可 ( 收稿日期：2007-04-10 ) ( 基金项目：广西自然科学基金0481019) ) 见分光光度计尤尼柯上海仪表有限公司)；分析天平奥豪斯国际贸易上海)有限公司)。 1.3 试验条件 试验室环境温度为25℃，重力进样，进样高度12cm， 进样时间 30s，电泳电压-10kV，于214nm阳极直接检测。 1.4 样品处理 取一定量的反应溶液，用二次蒸馏水稀释，经0.45 p.m的滤膜过滤后直接用于测定。 2 结果与讨论 2.1 分离条件与选择 2.1.1 缓冲体系的选择 硼砂和磷酸氢二钾是两种常用的缓冲试剂，本文分别用50mmol/L 的硼砂和 25mmol/L 的磷酸氢二钾进行了试验，结果表明，磷酸氢二钾的分离效果较好，磷酸氢二钾浓度增大，分离效果提高，磷酸氢二钾的浓度过高，会使电泳电渗流增大，导致基线稳定性差，不利于测定，故选用 25mmol/L 的磷酸氢二钾作为缓冲溶液。 2.1.2 pH值的选择 在中性或酸性介质中，苯酚基本不能电离，电泳中的迁移速度与溶剂相等，其吸收峰与溶剂峰重叠如图1)，从而使得其精确度和重复性变差。在碱性介质中，当 pH值升高，苯酚的迁移速率加快，峰型变好如图2，为苯酚在 pH=10时的分离图谱)，但pH值太高会使电泳电渗流加大，基线不稳对测定不利。试验表明，当pH=10时具有较好的分离效果和稳定性，故本文选取pH=10。 时间/min 图1 苯酚在 pH=6.5时的分离图谱 时间/min 图2 苯酚在 pH=10 时的分离图谱 2.1.3 改性剂的选择 在碱性介质中，对氨基苯磺酸和苯酚均以阴离子的形式存在，在电泳过程中，向阳极移动，其流动方向与电渗流方向相反，使分离时间延长，十六烷基三甲基溴化铵是常用的改性剂，浓度大于0.5mmol/L 时，其改性效果良好，对于电泳电渗流较大的磷酸氢二钾缓冲溶液，提高十六烷基三甲基溴化铵的浓度可降低其电泳电渗流，改善分离效果。若浓度太高，会使分离时间延长，本文选取 1.0mmol/L 的十六烷基三甲基溴化铵作为电 2.1.4 检验波长的选择 苯酚和对氨基苯磺酸都带有苯环，紫外吸收较强，分别配制100pg/mL的对氨基苯磺酸和苯酚溶液，用紫外可见分光光度计扫描得其吸收光谱，苯酚和对氨基苯磺酸在214nm 处均有较强吸收，故本文选取214nm 作为检测波长。 2.2天定量方法研究 2.2.1 工作曲线的制定 以二次蒸馏水为溶剂分别配制浓度为5、10、30、50、70、100pg/mL的对氨基苯磺酸和苯酚的混合溶液，用电泳分离来测定其吸收峰面积，绘制工作曲线如图3)。 图3 对氨基苯磺酸、苯酚浓度与吸收峰面积的关系曲线 对氨基苯磺酸的工作曲线方程：y=34.605x+41.125，线形相关系数 r=0.995 苯酚的工作曲线工作曲线方程： y=59.983x-166.24，线形相关系数r=0.996 2.2.2 重现性和精确度试验 用 50pg/mL 的对氨基苯磺酸和苯酚溶液做吸收峰峰面积和保留时间的精确度和重复性试验，结果见表1，对氨基苯磺酸吸收峰峰面积和保留时间的 RSD n=6)分别为 2.17%和1.29%，苯酚吸收峰峰面积和保留时间的RSD n=6)分别为3.19%和 1.65%，表明本方法具有较高的重现性和精确度。 2.2.3 样品分析和加标回收率试验 取一定量的反应溶液，按1.4的方法处理后，用于高效毛细管电泳的分离与测定，进行加标回收试验，样品的分离图谱如图4，测定结果见表2. 表2 样品分析结果 n=6) ug/mL 测定平均值 加标量 加标测定值 加标回收率/% 对氨基苯磺酸 80.2 10 89.7 95 苯酚 42.6 10 54.0 104 3 结论 用高效毛细管电泳分离测定苯酚和对氨基苯磺酸的残余量，方便快捷、精确度高，分离效果好，样品消耗少，能为氨基磺酸系高效减水剂的合成提供指导，本方法同时适用于氨基磺酸系高效减水剂中残留苯酚的测定。 ( 参考文献： ) ( [1]吴波，张德成，杨中喜，等.氨基磺酸系高效减水剂对水泥及混凝土 特性的影响[].混凝土，2003 9)：32-34. ) ( [2] 邱学青，蒋新元，欧阳新平.氨基磺酸系高效减水剂的研究现状与发 展方向[].化工进展，20034) ： 336-340. ) ( [3] 李强，赵明哲，李崇智.氨基磺酸系高性能减水剂的合成与性能分析[. ) 测定值 平均值 RSD/% 保留 对氨基苯磺酸 5.009 5.045 5.072 5.194 5.055 5.032 5.068 1.29 时间 苯酚 5.587 5.637 5.665 5.838 5.613 5.599 5.657 1.65 对氨基苯磺酸 1859 1819 1829 1785 1745 1811 1808 2.17 峰面积 苯酚 2987 2920 2919 2930 2724 2955 2906 3.19 图4 样品分离图谱 混凝土，200I11)：25-28. [4]李红侠，何廷树，李春梅.新型氨基酸酸系高效减水剂的最佳合成工艺研究[].新型建筑材料，2006 6)：70-72. ( 作者简介： 孔红星1967-)，男，高级工程师，主要从事在线检测研究。单位地址： 广西柳州市东环路268号广西工学院生化系 545006) ) ( 联系电话： 13078075026 ) ◎ China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net