水泥中氯离子检测方案(离子色谱仪)

thermoscientific 仪器thermoscientific400 6505118(支持手机用户)A Thermo Fisher Scientific Brand 离子色谱法检测水泥中的氯离子 姜振邦李仁勇 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 lonPac AG15 保护柱； lonPac AS15色谱柱；水泥；混凝土；氯离子；离子色谱 目标 建立适用于水泥和混凝土中氯离子的离子色谱法检测方法·使用离子色谱法，直接检测氯离子含量 ·使用简单前处理方法，直接硝酸常温超声提取 引言 水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛用于土木建筑、水利、国防等工程，水泥中含有很多杂质，有些杂质对建成建筑有一定危害性，比如氯离子的存在会造成水泥混凝土结构内部发生“电化学腐蚀”，致使钢筋锈蚀，氯离子参与的水化反应会导致水泥稠化时间缩短，使成形的水泥石内部疏松且孔结构分布不均，引起抗压强度减少的问题，此外，由于氯离子和与其结合的碱金属、碱土金属离子构成的氯化物性质，还对水泥混凝土结构内的“氧化反应”，，““碱骨反应”和“酸碱腐蚀”等具有诱导作用，因此控制水泥中氯离子含量十分重要。 目前，国家标准GB175-2007 通用硅酸水泥要求氯离子含量小于 0.06%"。氯离子的测定主要有比浊法、沉淀滴定、分光光度、选择性电极和离子色谱法等。其中比浊法和选择性电极法的灵敏度较低， GB/T176-2008 水泥化学分析方法中介绍了两种滴定法测定氯离子②，硫氰酸铵滴定法测定氯离子，明确指出必须要消除硫化物对测定的干扰，在操作中还要注意滴定终点时沉淀物对氯离子的吸附造成的结果偏低误差，硝酸汞法需要高温蒸馏后用硝酸吸收后 再用硝酸汞滴定，操作繁琐，且汞盐对操作人员接触毒性较大。采用离子色谱法不用复杂的显色和滴定，无需接触剧毒化合物，且操作方便，同时具有稳定性好和专属性强等优点，已广泛用于的环境、、1食品、化工等领域，是一种常规的分析方法。因此，本文开发了常温硝酸提取的离子色谱法测试水泥中的氯离子。 SCIENTIFIC Thermo ScientificTM DionexTM Integrion* IntegratedReagent-FreelM lon Chromatography ( RFICTM) system，including： - Isocratic Pump -Vacuum Degasser -Column Heater Enclosure -High-Pressure， 6-Port Injector -Conductivity Cell and Detector Thermo Scientific Dionex AS-AP Autosampler 试剂与标准品 去离子水，电导率18.2 MQ-cm 水中氯根离子标准溶液(CI， 1000mg/L)(国家标准物质研究中心 GBW (E) 080268) 标准溶液的制备 系列标准溶液：将氯离子标准溶液依次稀释50，100，200，500，1000和2000倍得到系列标准溶液，使用 样品前处理 样品：称取约0.3g样品，加入3mL水分散，再加入3 mL硝酸(1+2)，混合均匀，水浴加热并超声15分钟。4000 rpm 离心5分钟。取上清液，稀释10倍，过 RP柱和滤膜后进样检测 实验条件 色谱柱： lonPacAG15 保护柱，50×4 mm， ((P/N：053942)； lonPac AS15 分离柱， 250×4mm，1，((P/N： 053940)； 流动相：氢氧化钾梯度， 0-15 min， 38 mmol/L； 15-15.1 min， 38-50 mmol/L； 15.1-25 min， 50mmol/L；25-25.1 min， 50-38 mmol/L；25.1-30 min，38 mmol/L：进样体积：25uL 流速：.：1.0 mL/min 柱温：30℃ 检测方式：抑制型电导，Thermo Scientific Dionex AERS500 Electrolytically Regenerated Suppressor， 4 mm(P/N082540)外接水环模式，39 mA 系统压力：~1800 psi 背景电导：~0.7pS 噪音：<6nS 运行时间：30.0 min 图1.标准溶液的色谱图 重现性、线性和灵敏度 取稀释200倍标准溶液，重复进样6次，记录色谱图，氯的保留时间和峰面积的相对标准偏差为0.22%和0.80%，重现性较好。 以标样色谱峰面积对浓度做工作曲线，具有良好线性，线性相关系数r大于0.9992。以3倍信噪比计算检出限，得到该方法最低检出限为87.4 ug/L。线性数据及检出限见表2所示。 表2.线性范围及检出限 Peak Name Offset Slope Range Corr.Coeff (CO) (C1) (mg/L) % CI -0.0331 0.2855 0-20 99.92 实际样品分析及加标回收率 取水泥样品进行测试，照选定的样品前处理方法进行处理，按选定的色谱条件进行测定，外标法定量。取已知含量水泥样品进行加标回收率试验，回收率为95.2~102.7%。实际样品典型色典型色谱图见图2。测定 结果如表 3 图2.实际样品溶液的色谱图 0.5 已知含量 mg/g 氯化物 讨论 本文采用的离子色谱电导法测定氯离子，硫离子在电导检测器上没有响应信号，克服了铁铵矾滴定法中硫化物干扰需要预先除去的前处理步骤，采用高容量阴离子色谱柱，使得提取样品的硝酸本底与待测目标氯离子具有较好的分离而不形成干扰，无需通过前处理去除高浓度的硝酸根离子，使得方法更简便。 结论 本文建立的硝酸常温直接提取后离子色谱法测定水泥中氯离子的方法，方法快速简单，避免了现行水泥氯离子检测的一些问题，如测定铁铵矾滴定法中硫化物的干扰，该法操作繁琐且容易出现终点误判，滴定误差较大。而硝酸汞滴定法需要高温碱熔样品后蒸馏吸收再滴定，操作繁琐，且使用毒性较高的汞盐。色谱法相对于化学容量法是一种灵敏度更高和专属性更强的检测方法。本方法应用于除水泥外的其他水泥添加剂中氯离子含量的检测同样具有实用价值。 ( 参考文献 ) ( 1. GB 175-2007 通用硅酸水泥要求，中华人民共和国建 筑行业标准 ) 2. GB/T 176-2008水泥分析方法，中华人民共和国建筑行业标准