王存进 (环球360会员登录，青岛 266043） 摘要：建立了膜处理-离子色谱法测定碱式碳酸锌中硫酸盐的方法。样品以阳离子交换膜外加酸溶解，经H柱和0.22um滤膜过滤后，以离子交换分离、抑制电导检测测定其中的硫酸盐。硫酸盐的检出限、回收率和重现性（RSD%, n=5）分别为80ug/L;101.2～107.9%;1.86～2.90%。该法可应用于碱式碳酸锌行业的硫酸盐检测。 关键词： 硫酸盐；膜处理；离子色谱法；碱式碳酸锌 
碱式碳酸锌在是一种无臭无味的白色细微粉末，工业上可用于轻型收敛剂、皮肤保护剂、乳胶制品、人造丝的生产和催化剂脱硫[1,2]，也是煅烧制备纳米氧化锌的原料[3]。传统的碱式碳酸锌生产方式采用硫酸锌和碳酸钠或者碳酸氢铵、氨水等碱性试剂进行复分解反应[4,5]，因此碱式碳酸锌中可能残留微量的硫酸盐。为了控制碱式碳酸锌的纯度，有必要测定其中的微量硫酸盐杂质。 目前硫酸盐的测定有铬酸钡-分光光度法、离子色谱法、硫酸钡比浊法、硫酸钡灼烧称量法[6-9]等，HG/T 2523-2007采用硫酸钡比浊法测定碱式碳酸锌中硫酸盐[7]，存在灵敏度低、操作繁琐、人为误差大等不足之处。离子色谱法是快速、灵敏测定常见阴离子的良好方法，但因为碱式碳酸锌难溶于水，不适用于直接测定碱式碳酸锌中的硫酸盐。使用盐酸、硝酸等强酸虽然可以溶解碱式碳酸锌但前处理的同时也产生了 的锌离子和氯离子（或硝酸盐），势必引起色谱柱的过载、柱压升高等问题。阳离子交换膜具有对阳离子选择性透过而阴离子难以透过的特点，可以将某些酸溶而水难溶的样品置于阳离子交换膜制成的容器内，容器外使用硫酸以外的其他强酸提供氢离子，可达到溶解样品而几乎不引进高浓度阴离子的效果[10]，据此笔者建立了使用膜处理碱式碳酸锌，离子色谱法测定其中硫酸盐的方法。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂 离子色谱仪：PIC-10A型，配有五极电导检测器，环球360会员登录； 分析天平：精度为0.1 mg，德国Sartorius公司； H柱、0.22um滤膜：环球360会员登录； 36%质量分数盐酸：分析纯，烟台三和化学试剂有限公司； Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4：分析纯，上海埃彼化学试剂有限公司； 实验用水为电阻率大于18.2 MΩ·cm的纯水 1.2 色谱条件 色谱柱：NJ-SA-4A阴离子交换分离柱（250 mm×4.6 mm），淋洗液：1.80mMNa2CO3+1.70mMNaHCO3，流速：1.30mL/min，进样体积：25uL，检测器：抑制电导检测，色谱柱及检测器温度：36℃。 1.3 样品预处理 称取0.1g碱式碳酸锌样品于阳离子交换膜制成的容器内，加入10ml纯水后将容器置于盛有100mL7.2%质量分数盐酸的烧杯内。当碱式碳酸锌溶解后将膜内的液体转移至100mL容量瓶中并定容，以H柱和0.22um滤膜过滤，进样分析。 2 结果与讨论 2.1 线性方程与定量限 在已知的色谱条件下，将1.3前处理所得样品进样分析，色谱图如图1所示。 
从图中可以看出，经过膜处理的样品，硫酸盐充分释放并且谱图中明显检出了一定浓度的氯离子，这是由于浓差扩散引起的[10]，并不影响硫酸盐的测定。分别配制不同浓度的SO42-标准溶液，按照浓度由低到高的顺序依次进样分析，以质量浓度（mg/L）为横坐标，峰面积为纵坐标绘制线性方程。以3倍的信噪比（S/N=3）计算定量限。硫酸盐的线性范围、线性方程、相关系数、检出限结果见表1。 表1 线性范围、线性方程、相关系数以及定量限 | | 线性范围/（mg·L-1） | 线性方程 | 相关系数 | 检出限/（mg·L-1） | | SO42- | 0.2-20.00 | Y=13994X-1010 | 0.9991 | 0.08 | 从表1中可以看出SO42-检出限较低，说明本方法具有较高的灵敏度。 2.2 回收率与重现性 在已知的色谱条件下，向预处理后的样品中添加一定量的SO42-进行回收试验，平行测定5次。实验结果见表2。从表2可知，SO42-测量度较高，重复性较好。 表2 加标回收试验结果 | | 本底/（mg·L-1） | 添加值/（mg·L-1） | 测得值/（mg·L-1） | 平均回收率／% | 重现性(RSD%,n=3) | | SO42- | 4.21 | 5.0 | 9.15 9.31 9.40 9.22 9.26 | 101.2 | 1.86 | | 10.0 | 15.15 15.36 14.63 15.07 14.79 | 107.9 | 2.90 | 为验证是否有硫酸盐在前处理过程中穿过膜而进入膜外侧的溶液中，在阳离子交换膜的内侧分别加入2.0mg/L和20.0mg/L的硫酸盐，与1.3前处理方法条件和时间相同，测定膜内侧硫酸盐的浓度，重复测定3次，硫酸盐的浓度分别为2.00±0.01mg/L、20.00±0.03mg/L，说明硫酸盐在前处理过程中并没有明显的流失。 3 结语 采用离子色谱法测定碱式碳酸锌中的硫酸盐关键在于样品前处理。使用阳离子交换膜处理水不溶性的碱式碳酸锌，膜外侧添加硫酸以外的其他酸，既能溶解碱式碳酸锌又不引进 的酸根阴离子，减小后续测定的干扰，是测定碱式碳酸锌中硫酸盐的良好方法。 参 考 文 献 [1] 2017-2023年中国碱式碳酸锌行业深度分析研究报告（目录）http://www.chyxx.com/research/201710/571971.html [2] 康俊峰.《有色矿冶》.2003.19(3):28-31 [3] 张宪玺，王晓娟，翟冠杰，等.《无机化学学报》,2002,18（10）：1037-1041 [4] 侯新刚，郝亚莉，王玉棉，等.《兰州理工大学学报》,2008,34(6):60-64 [5] 杨永斌，张鑫，李骞，等.《矿冶工程》,2013,33（2）：101-104 [6] GB/T 5750.5-2006 生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标 [7] HG/T 2523-2007 工业碱式碳酸锌 [8] GB 1610-2009 工业铬酸酐 [9] HG/T 3259-2012 工业水合肼 [10] 朱斌和，张培敏，郭伟强,等《色谱》2016.34：5,498-501 Determination of sulfate in basic zinc carbonate by using improved ion chromatography Wang Cunjin Abstract: A method was developed by using membrane-treatment and ion chromatography for the determination of sulfate in basic zinc carbonate. The basic zinc carbonate sample was dissolved in the membrane with external acid. After H column and 0.22mm film filtration, sulfate was determined by anion exchange separation and suppressed conductivity detection. The detection limit、recovery and repeatability(RSD%, n=5) were 80mg/L;101.2～107.9%;1.86～2.90% respectively. The method showed higher sensitivity and less interference and could be applied to sulfate analysis in basic zinc carbonate. Key words: Sulfate; Membrane-treatment; Ion chromatography; Basic zinc carbonate |
