导数分光光度法测定尿基复合肥料中的双氰胺
2020-07-16肖占梅茹铁军王连军唱润宏
肖占梅,茹铁军,王连军,唱润宏
(中国-阿拉伯化肥有限公司,河北 秦皇岛 066003)
双氰胺(简称DCD)是目前较为常见的一种肥料硝化抑制剂[1],肥料中添加适量双氰胺可有效控制土壤中硝化菌的活动,调节氮肥在土壤中的转化速度,减少氮损失,提高肥料利用率。双氰胺作为硝化抑制剂用于尿基复合肥料时,为达到预期的缓释效果,生产过程中应严格控制双氰胺的含量。GB/T 35113—2017《稳定性肥料》[2]附录C 中给出了双氰胺的高效液相色谱检测方法,该方法虽准确可靠,但所用仪器价格昂贵,分析时间较长。
笔者根据双氰胺的紫外定量吸收性质,采用导数分光光度法有效消除尿基复合肥料的基体干扰,从而快速、准确地测定尿基复合肥料中双氰胺含量。
1 实验原理
双氰胺可溶于水,其水溶液在紫外区有显著吸收,吸收峰为单峰,峰值出现在波长215 nm 处,双氰胺的质量浓度在0~10 μg/mL 时有良好的线性关系,回归方程y= 0.153 3x+0.008 8,R2=0.999 5。但尿基复合肥料基体在双氰胺吸收峰附近有较强吸收,样品中双氰胺的吸收峰与肥料基体吸收峰重叠,表现为肩峰(见图1)。
图1 双氰胺及含双氰胺尿基复合肥料的紫外光谱图
为消除尿基复合肥料基体的背景干扰,笔者采用导数分光光度法[3],利用光吸收对波长的一阶导数曲线确定吸收峰的位置和强度,简便、有效地消除尿基复合肥料的基体干扰。图2列出了双氰胺标准溶液、不含双氰胺尿基肥(空白)以及含双氰胺尿基肥的紫外一阶导数谱图。
图2 双氰胺、空白肥和含双氰胺尿基肥吸光度对波长的一阶导数对比
从图2可以看出,双氰胺标准溶液和含双氰胺尿基肥的一阶导数谱图在波长224 nm 处均出现峰值,且峰的形状吻合,而不含双氰胺的尿基空白肥在波长224 nm处吸光度的一阶导数为0,说明将吸光度求一阶导数后,可消除尿基复合肥料的基体干扰。通过测定双氰胺标准系列溶液吸光度,并求出对应的一阶导数,绘制一阶导数回归曲线,求回归方程,并按相同方法测定试样,代入回归方程即可准确计算尿基复合肥料中双氰胺含量。
2 实验部分
2.1 仪器和试剂
仪器:紫外可见分光光度计UV-765;循环往复式振荡器,参照GB/T 35113—2017附录C中1.2。
双氰胺标准储备液:配制参照GB/T 35113—2017 附录C中2.3。
2.2 试样溶液的制备
称取试料约1.0 g(精确至0.000 1 g)于250 mL容量瓶中,加入水约150 mL,摇动使之分散均匀,塞紧瓶塞,置于循环往复式振荡器中振荡30 min后取出,用水稀释至刻度,混匀,用慢速滤纸过滤,得溶液A。
2.3 绘制标准曲线
将双氰胺标准储备液用水分别稀释成0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 μg/mL 的系列标准溶液,以空白溶液为参比,在波长224 nm下测定吸光度,并求其一阶导数。仪器条件:光谱带宽2.0 nm,Δλ=1 nm,扫描速度为快速,标尺范围为-0.5~1.5。
以双氰胺标准溶液的质量浓度为横坐标,以波长224 nm 对应吸光度一阶导数值为纵坐标,绘制双氰胺标准曲线(见图3),计算线性回归方程。
图3 双氰胺在波长224 nm对应吸光度的一阶导数与质量浓度的回归曲线
2.4 样品测定
在与标准曲线绘制相同条件下测定溶液A(或适当稀释后)吸光度,并求出一阶导数,代入线性回归方程求出待测液中双氰胺的质量浓度。
2.5 结果计算
样品中双氰胺的质量分数按式(1)计算:
式中ρ——由回归方程计算所得试液中双氰胺的质量浓度,μg/mL;
V——试样溶液总体积,mL;
D——稀释倍数;
10-6——将微克换算成克的系数;
m——称取试料的质量,g。
3 实验结果与讨论
3.1 精密度实验
选取3种含双氰胺的尿基复合肥料样品,用导数分光光度法测定双氰胺含量,每个样品重复测定6次,结果见表1。由表1可以看出,方法相对标准偏差均小于3.01%,结果重现性好,满足精密度要求。
表1 精密度实验结果%
3.2 加标回收实验
取上述3个样品,分别定量加入标准物质双氰胺,然后用导数分光光度法测定其中的双氰胺质量,结果见表2。由表2 可以看出,加标回收率在98.3%~100.8%,结果准确度高,满足定量分析的要求。
表2 加标回收率实验结果
3.3 对标实验
选取4个含双氰胺的尿基复合肥料样品,分别按GB/T 35113—2017 规定的液相色谱法和本方法测定其双氰胺含量。导数分光光度法测定结果与标准方法相对误差在-4.54%~5.56%(见表3),结果较准确,满足尿基复合肥料生产过程中双氰胺含量测定的准确度要求。
表3 对标实验数据%
4 结论
导数分光光度法测定双氰胺含量操作简便快速,仪器和耗材成本较低,测定结果的重现性和准确度均满足定量分析要求,适用于尿基复合肥料中双氰胺含量的生产控制分析。