连续流动分析法测定磷酸铁中的磷

2024-04-09桂素萍孙丽丽张淑娟毛红祥

云南化工 2024年3期

桂素萍，孙丽丽，张淑娟，毛红祥

(云南省化工产品质量监督检验站，云南昆明 650228)

磷酸铁，又名磷酸高铁、正磷酸铁，主要用于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等[1]。磷酸铁中磷的含量是产品的主要指标，快速、准确地检测磷的含量，就是磷酸铁检测的重要项目。磷含量的测定，常见的方法有钼锑抗分光光度法[2]、磷钼酸喹啉重量法[3-4]、电感耦合等离子体发射光谱法[5]、连续流动分析仪法。现行标准HG/T 4701—2021《电池用磷酸铁》中，磷含量的测定也采用了重量法[6]，但测定所需时间较长，试剂消耗大。连续流动分析仪法具有操作简便、测定结果准确、试剂消耗量少等优点，在测定批量样品时，分析速度明显高于重量法。近年来，使用连续流动分析仪法测定磷含量主要测定较低含量的磷，如土壤中全磷、有效磷的测定[7-8]。目前，采用流动分析仪法测定常量磷含量，主要应用于肥料中磷含量的检测[9-12]，应用于磷酸铁中的测定还未见报道。本文采用连续流动分析仪法测定磷酸铁中的磷含量，并与HG/T 4701—2021(以下简称HG/T 4701)进行比较。

1 实验部分

1.1 实验原理

采用空气片段连续流动分析技术，用盐酸溶解样品，试液和其他试剂通过蠕动泵吸入系统。当试液流经加热模块时，试液中不同形态的磷化合物在高氯酸的作用下转化成正磷酸盐。正磷酸根与钒钼酸铵发生络合反应生成黄色络合物，在 420 nm 波长处测定吸光度，其响应信号通过在线采集处理形成一系列平滑峰，峰高与P质量浓度呈线性关系。在相同条件下测定标准系列和试液对应的峰高，计算样品试液的P质量浓度。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 主要仪器

全自动连续流动分析仪，德国SEAL，AA3型，配置自动进样器；其他常规玻璃仪器。

1.2.2 主要试剂

盐酸：AR，重庆川东化工(基团)有限公司。

十二烷基硫酸钠溶液：AR，国药集团化学试剂有限公司。称取 2 g 十二烷基硫酸钠，溶于水中，稀释至 1000 mL，一周内可保持稳定。

高氯酸溶液：AR，重庆川东化工(基团)有限公司。量取 330 mL 高氯酸，倒入 500 mL 水中，混匀后稀释至 1000 mL。

钼酸铵：AR，天津化学四厂。

钒酸铵：AR，天津化学四厂。

钒钼酸铵试剂：

溶液a：称取 8.2 g 钼酸铵，溶于 300 mL 水中；

溶液b：称取 0.3 g 钒酸铵，溶于 200 mL 水中，加入 29 mL 高氯酸；

在搅拌下将溶液a慢慢地倒入溶液b中，再加入 2 g 十二烷基硫酸钠，溶解后稀释至 1000 mL，混匀。

磷(P)标准溶液：1000 mg/L，坛墨质检科技股份有限公司。

磷酸铁样品：电池用，云南云聚能新材料有限公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 试样溶液的制备

称取磷酸铁样品约 1 g(精确至 0.0001 g)，置于 250 mL 的烧杯中，加少量水润湿，加入 25 mL 盐酸，盖上表面皿，混匀，在通风橱中低温加热溶解。用少量水冲洗表面皿，冷却后移入 250 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，用慢速滤纸干过滤。吸取 20 mL 滤液于 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。

1.3.2 标准曲线的绘制

分别吸取磷标准溶液0.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL 于5个 100 mL 的容量瓶中，加入 2 mL 盐酸，用水稀释至刻度，摇匀，配制成0.00、50.00、100.00、150.00、200.00 μg/mL 标准系列工作溶液。

1.3.3 测定

将标准溶液和样品溶液依次倒入样品杯内，连接流动分析仪上磷测定通道，按照设定的最佳测定条件(相关参数见表1)，测定标准溶液和样品溶液。