專利名稱：一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，屬于化工藥品檢測技術領域，具體涉及聚丙烯酰胺含量的檢測方法。
背景技術：
聚丙烯酰胺(PAM)是一類重要的水溶性高分子聚合物，具有高分子量、高粘度、有氫鍵、易吸附等特點，具備超強的吸水保水、增稠增粘、絮凝沉淀、養分控釋等功能，并且在石油開采、鉆井泥漿、水處理、紡織、造紙、選礦、醫藥、農業、食品工業等領域得到了廣泛的應用。目前已有的聚丙烯酰胺的檢測方法包括以下幾種粘度法、酸/漂白液濁度法、淀粉-碘化鎘法、凝膠色譜法、高效液相色譜法等。這些方法都各具優點，同時也有缺點。其中如粘度法、酸/漂白液濁度法、凝膠色譜法、高效液相色譜法等都只能用于檢測溶脹狀態 的聚丙烯酰胺，無法對渾濁體系或成分較為復雜的體系中的聚丙烯酰胺進行檢測。專利“一種聚丙烯酰胺濃度的檢測方法”公開了一種溴氧化-碘還原法(專利號00128054. 6)，該方法雖可用于測渾濁體系中聚丙烯酰胺含量，但操作步驟多，后期處理復雜，所用試劑如溴水、碘等易對環境和實驗人員的安全具有潛在威脅。與之相比，本方法省去大部分后續操作，使體系穩定性和靈敏度都得到大大提高；同時，本方法使用試劑無毒無污染，不僅環境友好而且具有很高的操作安全性。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法。為實現復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測的目的，本發明采用如下技術方案一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于包括以下步驟
(1)標準樣品分散體系制備
取一定量標準樣品分散到水中，超聲分散，使之形成均勻穩定的分散體系，所述標準樣品是指聚丙烯酰胺或含聚丙烯酰胺固定配比的復/混合物；
(2)供試樣品分散體系制備
取一定量復/混合物供試樣品分散于水中，并超聲使其分散均勻形成穩定分散體系，所述的供試樣品為含聚丙烯酰胺的復/混合物體系；
(3)樣品濃度對應的次氯酸鈉消耗導致的吸光值變化檢測
向均勻分散于的樣品中加入次氯酸鈉溶液，取少量分散液過濾后測292 nm吸光值記為Al ;再向分散體系中加入酸溶液，使體系呈酸性，并充分搖蕩至充分反應后，向體系中加入堿溶液，使體系再次調節到堿性，過濾，測濾液在292 nm吸光值記為A2 ;通過計算求出樣品消耗次氯酸鈉導致的吸光值變化A=A1-A2 ;所述的酸溶液為O. 5-5 mol/L，酸性反應條件pH值范圍在1-5 ;所述的堿濃度為O. 5-5 mol/L，堿性條件pH值范圍在8-12 ;所述的次氯酸鈉濃度為1-60 g/L ；
(4)繪制聚丙烯酰胺濃度對次氯酸鈉吸光度損耗標準曲線檢測配好的含不同聚丙烯酰胺含量標準樣品分散體系消耗次氯酸鈉導致的吸光值變化；以消耗次氯酸導致的吸光值變化為橫坐標，標準樣品分散體系聚丙烯酰胺濃度為縱坐標，繪制標準曲線；
(5)供試樣品聚丙烯酰胺含量測定
檢測配好的供試樣品分散體系，檢測并計算出其中聚丙烯酰胺消耗次氯酸鈉導致吸光值變化，利用上述繪制的標準曲線計算出供試樣品分散體系中聚丙烯酰胺的濃度，再算出原始樣品中聚丙烯酰胺的百分含量。所述超聲的功率為50 200 W，時間為I 10 min。所述供試樣品要在在檢測前依次加入酸溶液和堿溶液除去具體相應的雜質，并先在堿性條件下加入次氯酸鈉溶液，除去具有還原性的有機和無機雜質，從而除去與次氯酸·鈉(酸性條件)發生副反應的干擾因素。所述次氯酸鈉在酸性條件下與聚丙烯酰胺發生N-氯代反應后體系中次氯酸鈉濃度發生定量變化，該變化與聚丙烯酰胺的含量呈線性關系。所述聚丙烯酰胺在發生N-氯代反應后與復/混合體系中其他不溶組分或外加非吸附性顆粒一同發生絮凝沉淀，通過過濾或離心等方式去除。其中，過濾所用濾紙為中速或快速定性濾紙；離心轉速為3000 20000轉/分鐘，時間為I 10分鐘。所述復/混合物中的聚丙烯酰胺的形態包括與不溶組分一同呈絮凝狀態和水中呈溶脹狀態等。所述復/混合物包括內置網型控釋尿素、內置網型控釋復合肥、聚丙烯酰胺土壤改良劑環境殘留、聚丙烯酰胺水處理劑水中殘留等含聚丙烯酰胺的體系。本發明中定量檢測復/混合物中聚丙烯酰胺含量的原理是通過聚丙烯酰胺中的酰胺鍵與次氯酸鈉體系中的游離氯反應，消耗次氯酸鈉造成吸光值變化。反應的原理來自酰胺與次氯酸鈉在堿環境下的霍夫曼降解反應的前期過程。由于高分子鏈的影響，使處于長鏈中酰胺功能團反應活性下降，無法完成霍夫曼降解過程中的重排過程，使得反應在第一步就終止。由于無法重排，使得第一步N取代反應效率大大降低，甚至不反應，導致聚丙烯酰胺在堿條件下不與次氯酸鈉反應。而在酸條件下次氯酸鈉中游離氯含量增加，使得霍夫曼降解的第一步酰胺N取代反應效率大大提高，而且生成的N-氯代聚丙烯酰胺不溶于水，而與復/混合物中其他成分一同絮凝，這更促使反應平衡向右移動直到聚丙烯酰胺反應完全。再向體系中加入堿，使未反應的游離氯再次轉化為次氯酸根，從而對紫外光有吸收。反應前后次氯酸根的濃度變化與體系中聚丙烯酰胺的濃度形成較好的線性關系。對于很多復/混合物中可與次氯酸鈉反應的干擾因素大多可在堿性條件下消除，或反應前加入酸/堿進行消除。本發明方法利用次氯酸鈉堿性溶液在292 nm有特征吸收，同時，次氯酸鈉在酸性條件下與聚丙烯酰胺中的酰胺功能團中的N-H發生取代反應，生成不溶于水的N-氯代聚丙烯酰胺，該氯代產物與復混合物中的其他組分一起絮凝沉淀，可被過濾除去等特點，采用紫外光分光光度計對反應前后次氯酸鈉消耗量進行檢測，從而定量檢測體系中的聚丙烯酰胺含量。方法操作簡單便，穩定性好，所用試劑對環境和人體都無害，還可以滿足單組分和多組分復/混體系中聚丙烯酰胺含量的檢測。
圖I為復/混合物中聚丙烯酰胺的檢測方法用于控釋尿素中控釋劑含量檢測，控釋劑(固定配比的聚丙烯酰胺與其他組分混合物)濃度與次氯酸鈉吸光值變化標準曲線。
具體實施例方式實施例I
內置網型控釋尿素中含聚丙烯酰胺的控釋劑含量檢測標線繪制按表I分別稱取配制好的控釋劑樣品于25 mL比色管中，加約10 mL水并超聲分散，力口入5 mol/L醋酸ImL后再加入I. 31 g/L次氯酸鈉溶液5 mL，搖勻后繼續反應30 min，再分別加入8 mol/L氫氧化鈉溶液I mL，定容后搖勻并過濾，測濾液292 nm處吸光值Al，用未加控釋劑的吸收值分別減去其他樣品的吸收值，即得各自消耗次氯酸鈉后導致的吸光值變化A2，結果見表I。線性回歸方程為y=51.315X-0. 8331 (R2=O. 9908)。標線如圖I所示。表I
權利要求
1.一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于包括以下步驟 (1)標準樣品分散體系制備 取一定量標準樣品分散到水中，超聲分散，使之形成均勻穩定的分散體系，所述標準樣品是指聚丙烯酰胺或含聚丙烯酰胺固定配比的復/混合物； (2)供試樣品分散體系制備及前處理 取一定量復/混合物供試樣品分散于水中，并超聲使其分散均勻形成穩定分散體系，所述的供試樣品為含聚丙烯酰胺的復/混合物體系；； (3)樣品濃度對應的次氯酸鈉消耗導致的吸光值變化檢測 向均勻分散于的樣品中加入次氯酸鈉溶液，取少量分散液過濾后測292 nm吸光值記為Al ;再向分散體系中加入酸溶液，使體系呈酸性，并充分搖蕩至充分反應后，向體系中加入堿溶液，使體系再次調節到堿性，過濾，測濾液在292 nm吸光值記為A2 ;通過計算求出樣品消耗次氯酸鈉導致的吸光值變化A=A1-A2 ； (4)繪制聚丙烯酰胺濃度對次氯酸鈉吸光度損耗標準曲線 檢測配好的不同濃度的標準樣品分散體系消耗次氯酸鈉導致的吸光值變化；以消耗次氯酸導致的吸光值變化為橫坐標，標準樣品分散體系所含量聚丙烯酰胺濃度為縱坐標，繪制標準曲線； (5)供試樣品聚丙烯酰胺含量測定 檢測配好的供試樣品分散體系，測其中聚丙烯酰胺消耗次氯酸鈉導致吸光值變化，利用上述繪制的標準曲線計算出供試樣品分散體系中聚丙烯酰胺的濃度，再算出原始樣品中聚丙烯酰胺的百分含量。
2.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述超聲的功率為50 200 W，時間為I 10 mi ;酸溶液為O. 5 5 mo I/L ;堿濃度為O. 5 5 mol/L ;次氯酸鈉濃度為I 60 g/L ;酸性反應條件pH值范圍在1_5 ;堿性條件pH值范圍在8-12。
3.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述樣品要在檢測前依次加入酸溶液和堿溶液除去具體相應的雜質，并先在堿性條件下加入次氯酸鈉溶液，除去具有還原性的有機和無機雜質，從而除去與次氯酸鈉(酸性條件)發生副反應的干擾因素。
4.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述次氯酸鈉在酸性條件下與聚丙烯酰胺發生N-氯代反應后體系中次氯酸鈉濃度發生定量變化，該變化與聚丙烯酰胺的含量呈線性關系。
5.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺在發生N-氯代反應后與復/混合體系中其他不溶組分或外加非吸附性顆粒一同發生絮凝沉淀，通過過濾或離心等方式去除；其中，過濾所用濾紙為中速或快速定性濾紙；離心轉速為3000 20000轉/分鐘，時間為I 10分鐘。
6.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述復/混合物中的聚丙烯酰胺的形態包括與不溶組分一同呈絮凝和水中呈溶脹等形態。
7.根據權利要求I所述的復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法，其特征在于，所述復/混合物包括內置網型控釋尿素、內置網型控釋復合肥、聚丙烯酰胺土壤改良劑環境殘留 、聚丙烯酰胺水處理劑水中殘留等含聚丙烯酰胺的體系。
全文摘要
本發明涉及一種復/混合物中聚丙烯酰胺的定量檢測方法。本方法中利用聚丙烯酰胺中的酰胺功能團中的N-H在酸性條件下與次氯酸鈉發生取代反應的原理，用分光光度計在堿性條件下檢測反應前后次氯酸鈉的濃度變化，從而對聚丙烯酰胺進行間接定量檢測。該方法可用于復/混合物中聚丙烯酰胺定量檢測，也可以通過外加非吸附性顆粒促進絮凝的方法對水中溶脹狀態的聚丙烯酰胺含量進行檢測。其適用范圍包括含聚丙烯酰胺的各類復/混合物體系如內置網型控釋尿素/復合肥、聚丙烯酰胺土壤改良劑/保水劑環境殘留、聚丙烯酰胺水處理劑水中殘留等體系中聚丙烯酰胺含量的檢測。
文檔編號G01N21/33GK102914511SQ20121039058
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者張紅, 倪曉宇, 吳躍進, 余立祥, 趙連紫, 李玉順, 岳艷軍, 劉銳杰 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院