丙硫醚中无机杂质含量分析研究

王 娜， 周晓东， 徐 玲， 梁亚玲， 郭晶晶， 王 晶

(山西新华防化装备研究院有限公司，山西 太原 030008)

引 言

丙硫醚为无色或浅黄色液体，熔点101.9 ℃，沸点142.38 ℃，相对密度为0.837 7，折光率1.448 7，闪点28 ℃，可溶于乙醇和乙醚，不溶于水，有恶臭味，在空气中易被氧化。可作为有机合成的中间体和原料，也可用于制作日用香精的原料[1-3]。

目前市场上的丙硫醚主要由溴丙烷与硫化钠反应而得，将溴丙烷缓慢加入用乙醇加热溶解的硫化钠溶液中，加完后回流7 h。在加料反应过程中，搅拌不要太快。冷却至室温，倒入25%的氯化钠(氯化钾)溶液中盐析，彻底混合后静置分层。分取油层，用无水硫酸钠干燥后进行蒸馏，收集142 ℃～144 ℃馏分即为丙硫醚，制备的纯度大概在70%左右，再经过精馏提纯等可将纯度提升到95%以上，市售的丙硫醚大部分含量在98%以上，经过对其制备过程进行分析，其产品中含有的杂质主要为水和乙醇、溴丙烷、丙溴醚等有机杂质和硫化钠、氯化钠、氯化钾及硫酸钠等无机杂质[4]。

本文主要对分子蒸馏提纯法提纯后的丙硫醚中的无机杂质进行分析，经分子蒸馏提纯后可将市售的丙硫醚纯度提高至99%以上。采用ICP-MS法分析丙硫醚中的无机杂质中的阳离子(钠离子、钾离子等)，采用离子色谱法对丙硫醚中阴离子(如硫离子、硫酸根等)进行分析，最终以阴离子检测结果作为其无机杂质含量。

1 试剂及仪器

仪器：XSERIES ICP-MS；940离子色谱仪

试剂：提纯后的丙硫醚(纯度不小于99%)；Na2CO3(分析纯)、硫酸(分析纯)、超纯水、硝酸(分析纯)、质量浓度为0.1 mg/mL的K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Br2+、硫酸根离子标准溶液。

2 试验方法及检测结果

2.1 阳离子分析

采用ICP-MS全扫描法对丙硫醚样品进行分析，得出样品中可能含有的阳离子有K+、Na+、Mg2+、Fe2+离子，因此需要对丙硫醚中的这几种阳离子含量进行定量分析。

2.1.1 标准曲线的绘制

2.1.1.1 溶液的配制

取200 μL、0.1 mg/mL的K+标准溶液置于100 mL容量瓶中，用配制成1%的硝酸稀释至刻度，则配制的溶液质量分数为200×10-9。

再以200×10-9的K+溶液用1%的硝酸配制成100×10-9、80×10-9、10×10-9、1×10-9浓度梯度的标准溶液备用。

采用同样的方法配制Na+、Mg2+、Fe2+溶液备用。

2.1.1.2 标准曲线的绘制

用ICP-MS分别检测1×10-9、10×10-9、80×10-9、100×10-9、200×10-9的K+溶液，每个样品测定3次后取平均值，得到K+标准曲线，如第48页表1所示。采用同样的方法得到Na+、Mg2+、Fe2+的标准曲线，如表1所示。

表1 K+、Na+、Mg2+、Fe2+标准曲线

2.1.2 结果分析

取2 mL丙硫醚样品用1%的稀硝酸稀释于100 mL容量瓶中备用。

用ICP-MS检测分析其中的K+、Na+、Mg2+、Fe2+浓度，为保证测试结果的准确性，每个样品测试5次取其平均值作为各离子的最终检测结果，根据表1的标准曲线分别计算各离子的浓度，结果见表2。

表2 各阳离子分析结果

从表2中看出，通过ICP-MS分析，丙硫醚中阳离子K+的质量分数最高，为2 387×10-9，其次是Mg2+，为2 254×10-9，Na+的质量分数为1 859×10-9，质量分数最小的为Fe2+，为23×10-9。

2.2 阴离子分析

2.2.1 丙硫醚样品定性分析

取10 mL丙硫醚，用超纯水定量稀释至100 mL备用。用离子色谱对配制的丙硫醚样品进行检测，谱图如图1所示。

图1 丙硫醚离子色谱定性分析阴离子谱图

经查询资料，检测出的两种阴离子可能为Br-和硫酸根离子，图2 给出了Br-和硫酸根离子的标准谱图。

图2 Br离子和硫酸根标准溶液谱图

2.2.2 标准曲线的绘制

2.2.3 结果分析

表3 各阴离子分析结果

3 结果分析

对上述测定结果进行分析，丙硫醚中可能存在的无机杂质有溴化钾、溴化钠、溴化镁、溴化铁、硫酸镁、硫酸钠、硫酸亚铁等；根据检测结果丙硫醚中阳离子质量分数为6.6×10-6，阴离子质量分数为7.4×10-6，无机杂质的含量按照阴离子的浓度进行计算，因此丙硫醚样品中无机杂质的质量分数为7.4×10-6，即为0.007 4%。