用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)定待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法以確定待測(cè)溶液中含有的極微量的有機(jī)物的存在。
【背景技術(shù)】
[0002]在某些情況下，可以通過分析確定待測(cè)溶液中含有的極微量的有機(jī)物。例如，專利文獻(xiàn)I公開了用于分析包含于高濃度鹽溶液(待測(cè)溶液)中的有機(jī)成分(有機(jī)物)的有機(jī)成分分析方法，所述高濃度鹽溶液諸如電鍍液或電池電解液(用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中，通過使用活性炭的固相萃取從高濃度鹽溶液中提取了有機(jī)成分并進(jìn)行了分析。更具體地，所述方法包括:使從含有有機(jī)成分的高濃度鹽溶液中采樣的樣品溶液通過活性炭，使得樣品溶液中的有機(jī)成分吸附在活性炭上的步驟；在吸附步驟后使溶劑通過活性炭使得吸附的有機(jī)成分洗脫的步驟；對(duì)其中已經(jīng)洗脫了有機(jī)成分的溶劑進(jìn)行濃縮和干燥的步驟；使用濃縮和干燥后的有機(jī)成分作為試樣利用色譜儀進(jìn)行分析的步驟。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利特許第3821000號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]近年來，存在需要分析以確定待測(cè)溶液中是否含有按質(zhì)量計(jì)為ppb量級(jí)(十億分之一的量級(jí))的有機(jī)物的情況。例如，申請(qǐng)人最近的研究顯示，在用于氧化還原液流電池的電解液中，即使是20質(zhì)量ppb以下的極微量的有機(jī)物，也對(duì)氧化還原液流電池的性能具有大的影響。然而，在專利文獻(xiàn)I的用于測(cè)定待測(cè)溶液中的有機(jī)物的方法中，分析如此極微量的有機(jī)物是困難的。專利文獻(xiàn)I的分析方法主要是為了分析電鍍液中含有的按質(zhì)量計(jì)為ppm量級(jí)(百萬分之一的量級(jí))的有機(jī)物，不是假定用于分析按質(zhì)量計(jì)為ppb量級(jí)的有機(jī)物。
[0009]在上述情況下完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的之一是提供測(cè)定待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法，其中可以進(jìn)行分析以確定在待測(cè)溶液中是否含有20質(zhì)量ppb以下的量級(jí)的有機(jī)物。
[0010]技術(shù)方案
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，測(cè)定待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法包括采樣步驟、吸附步驟、提取步驟、試樣準(zhǔn)備步驟和分析步驟。
[0012][采樣步驟]從具有未知含量的有機(jī)物的待測(cè)溶液中取500ml以下的樣品溶液。
[0013][吸附步驟]使樣品溶液通過活性炭使得將有機(jī)物吸附于活性炭上。在此，在吸附步驟中使用的活性炭具有800m2/g以上的比表面積，并且活性炭的量相對(duì)于樣品溶液的量為0.025g/ml以上。此外，在吸附步驟中，使樣品溶液以7.5ml/分鐘以下的速度通過活性炭的排出側(cè)。
[0014][提取步驟]使疏水溶劑通過吸附了有機(jī)物的活性炭使得將有機(jī)物提取到疏水溶劑中。
[0015][試樣準(zhǔn)備步驟]使用其中提取了有機(jī)物的疏水溶劑，準(zhǔn)備用于分析有機(jī)物的試樣溶液。
[0016][分析步驟]通過利用色譜儀測(cè)定試樣溶液中含有的成分進(jìn)行分析，以確定所述待測(cè)溶液中是否含有20質(zhì)量ppb以下的所述有機(jī)物。
[0017]有益效果
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法中，可以進(jìn)行分析以確定所述待測(cè)溶液中是否存在20質(zhì)量ppb以下的有機(jī)物。
【附圖說明】
[0019][圖1]是示出在用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法中使用的有機(jī)物的吸附裝置的實(shí)例的示意圖。
[0020][圖2]是示出根據(jù)試驗(yàn)例中升溫程序的PTV進(jìn)口的溫度曲線的示意圖。
[0021][圖3]是示出根據(jù)試驗(yàn)例中升溫程序的安裝在色譜儀中的色譜柱的溫度曲線的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022][本發(fā)明實(shí)施方式的說明]
[0023]首先，列舉和說明本發(fā)明實(shí)施方式的內(nèi)容。
[0024]〈1>根據(jù)本實(shí)施方式，用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法包括采樣步驟、吸附步驟、提取步驟、試樣準(zhǔn)備步驟和分析步驟。
[0025]在采樣步驟中，從具有未知含量的有機(jī)物的待測(cè)溶液中取500ml以下的樣品溶液。
[0026]在吸附步驟中，使樣品溶液通過活性炭使得將有機(jī)物吸附于活性炭。在此，在吸附步驟中使用的活性炭具有800m2/g以上的比表面積，且活性炭的量相對(duì)于樣品溶液的量為0.025g/ml 以上。
[0027]此外，在吸附步驟中，使樣品溶液以7.5ml/分鐘以下的速度通過活性炭的排出側(cè)。
[0028]在試樣準(zhǔn)備步驟中，使用其中已經(jīng)提取了有機(jī)物的疏水溶劑，準(zhǔn)備用于分析有機(jī)物的試樣溶液。
[0029]在分析步驟，通過利用色譜儀測(cè)定試樣溶液中含有的成分進(jìn)行分析，以確定所述待測(cè)溶液中是否含有20質(zhì)量ppb以下的所述有機(jī)物。
[0030]通過使用上述方法，可以進(jìn)行分析以確定待測(cè)溶液中是否含有有機(jī)物，即使所述有機(jī)物的量為20質(zhì)量ppb以下。其原因在于:在吸附步驟中，通過使用預(yù)定量以上的具有預(yù)定比表面積的活性炭，可以確保活性炭和樣品溶液之間足夠的接觸面積；并且通過使樣品溶液在預(yù)定速度以下通過活性炭的排出側(cè)，可以確保樣品溶液和活性炭接觸足夠的時(shí)間(即，有機(jī)物吸附于活性炭上的時(shí)間)。通過確保接觸面積和接觸時(shí)間，即使待測(cè)溶液中含有的有機(jī)物的量極微量，也能以高收率將有機(jī)物吸附在活性炭上。此外，根據(jù)本實(shí)施方式的用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法當(dāng)然能用于可能含有超過20質(zhì)量ppb的有機(jī)物的待測(cè)溶液的分析。
[0031 ] <2>在根據(jù)本實(shí)施方式的用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法中，在分析步驟中，獲得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過利用色譜儀測(cè)定具有已知有機(jī)物含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液含有的成分獲得，并且通過將通過測(cè)定試樣溶液而獲得的分析數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)所述待測(cè)溶液中的有機(jī)物的含量進(jìn)行量化。
[0032]通過使用具有已知有機(jī)物含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液來分析，可以獲得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)示出對(duì)于給定程度含量的有機(jī)物將會(huì)獲得的那種測(cè)定結(jié)果的趨勢(shì)。因此，通過將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和試樣溶液的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，能以相當(dāng)高的精度對(duì)待測(cè)溶液中的有機(jī)物的含量進(jìn)行量化。
[0033]<3>在根據(jù)本實(shí)施方式的用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法中，在分析步驟中，可以使用程序升溫汽化技術(shù)(PTV)將試樣溶液引入色譜儀中。
[0034]PTV技術(shù)是使用能夠提高溫度的PTV進(jìn)口引入試樣溶液的方法，其中通過根據(jù)預(yù)定升溫程序加熱試樣溶液，將試樣溶液中含有的有機(jī)物汽化并引入色譜儀中。當(dāng)使用PTV進(jìn)口時(shí)，使用待測(cè)溶液中含有的成分(包括所述有機(jī)物)之間汽化溫度的不同，能提高成分的分辨率。結(jié)果，通過分析能更精確地確定樣品溶液中含有的有機(jī)物。
[0035]在根據(jù)本實(shí)施方式的用于待測(cè)溶液中的有機(jī)物的分析方法中，所述待測(cè)溶液可以是用于氧化還原液流電池的電解液(以下稱為“RF電解液”)。
[0036]近年來，作為全球變暖的對(duì)策，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)積極進(jìn)行了使用自然能源(所謂的可再生能源)的發(fā)電，如太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電，。由于這種發(fā)電的輸出在很大程度上依賴自然條件如天氣，已經(jīng)考慮在電力系統(tǒng)中安裝大容量?jī)?chǔ)能電池使得能獲得輸出變化的平滑化、剩余電力的存儲(chǔ)、負(fù)荷的平均化等。大容量?jī)?chǔ)能電池中的一種為氧化還原液流電池(以下稱為“RF電池”)。RF電池是二次電池，其中正極、負(fù)極和置于其間的隔膜被放在電池中，并且通過分別向正極和負(fù)極提供正極電解液和負(fù)極電解液進(jìn)行充放電。在用于這種RF電池的RF電解液中，通常，將通過氧化還原改變化合價(jià)的金屬元素用作活性材料。RF電池的實(shí)例包括:鐵(Fe2+/Fe3+)-鉻(Cr3+/Cr2+)RF電池，其中Fe離子被用作正極活性材料并且Cr離子被用作負(fù)極活性材料；和釩(V2+/V3+-V4+/V5+) RF電池，其中V離子被用作兩個(gè)電極的活性材料。
[0037]在RF