离子色谱测定水溶性染料中的微量钙镁离子.doc

离子色谱测定水溶性染料中的微量钙镁离子第48卷第3期2011年6月染料与染色DYESTUFFSANDC0L0RAT10NVo1.48No.3June20l1离子色谱测定水溶性染料中的微量钙镁离子陈美芬(浙江吉华集团技术中心,杭州311234)摘要:本文采用离子色谱外标法,对水溶性染料中的微量钙镁离子进行了定量分析.测定结果表明该方法具有很高的精密度和数据重现性,不会对色谱柱造成污染.关键词:离子色谱;定量分析;钙离子;镁离子中图分类号:aQ610.7文献标识码:A文章编号:16721179(2011)035802纺织品的数码喷墨印花技术是通过数码控制的喷嘴,在需要染料的部位,按需喷射相应的染液微点,许多微小的点组成所需花型,达到视觉上色彩连贯一致,花型逼真的效果.与传统印花相比,数码喷墨印花几乎不存在对花及套色准确性问题,无论何种花型,多少种套色,全部以直接印花方法完成,图案套色精确,不会存在传统印花中叠印产生的第三色问题.而且,喷墨印花技术元需制版,染料消耗量少,几乎无染化料浪费,无废液废水,耗能低,有利环保污染小,且能灵活应用,适应于小批量,多品种的生产要求J.由于这些优点,使得数码喷墨技术在织物印花加工中的应用越来越受到人们的关注.然而,长期以来,在喷墨印花的关键技术中,墨水成为喷墨印花进行大规模生产的瓶颈之一.数码喷墨印花的墨水有严格的物理和化学性能要求,必须适合喷墨印花系统流畅的喷射,从而获得优良的图像和色泽鲜艳度.其中,所使用的水性墨水对其电导率和含盐量,尤其是钙盐和镁盐有着严格的限制.如果无机盐含量过高,一方面会对打印头产生潜在的腐蚀性,另一方面无机盐会导致墨水体系产生电化学反应,使染料结晶析出,此外钙盐和镁盐还容易成垢,这些都会使墨水积聚在过滤筛网上或打印头的储墨腔里,从而导致打印断线或堵塞喷头.墨水使用的染料在加工之前都要经过化学过程和膜处理来进行除盐一,防止水中的金属阳离子和染料阴离子间的相互作用,并且确保墨水的导电率值始终如一_8j.虽然经过除盐后墨水中剩余的盐量较少.但是它仍会对其应用性能及数码喷墨印花设备有不可忽视的影响,所以必须建立测定水溶性染料中微量盐份的定量分析方法.以往采用的化学分析法由于染料本身的颜色会对指示剂产生干扰而影响准确度,且墨水中盐的含量很少,测定会存在?58?很大的误差.实验证明,采用离子色谱仪建立起与之配套的高效测试方法,用于测定墨水中的钙镁离子含量,方便准确,便于推广.1实验条件1.1仪器与试剂DIONEX公司ICS一90离子色谱仪,万分之一分析天平.碳酸钙(分析纯),镁条(分析纯),盐酸(分析纯),甲基磺酸(分析纯),55%的四丁基氢氧化铵,双氧水(分析纯),纯净水.1.2色谱条件阳离子分析柱:IonPaeCS12A4250mm,淋洗液流速1.0mL/分钟,柱温25,进样体积lOLLL.2实验方法2.1标准溶液配制Ca标样母液:将分析纯的碳酸钙在105110烘干4小时,然后置于干燥器中冷却至室温.称取烘干并冷却后的碳酸钙2.4972g于250mL烧杯中,缓慢加入分析纯的盐酸5mL,反应并冷却后移人1000mL容量瓶中,加纯净水稀释,定容,配制成浓度1000mg/L母液备用.Mg标样母液:准确称取分析纯镁条1.0000g于洁净的250mL烧杯中,缓慢加人分析纯的盐酸10mL,待其反应完全后,移人1000mL容量瓶中,加纯净水稀释,定容,配制成浓度1000mg/L母液备用.2.2淋洗液和再生液的配制准确移取分析纯的甲基磺酸2.6mL,用纯净水稀释成2L,即配制成20mM甲基磺酸溶液.准确量取55%的四丁基氢氧化铵100mL,用纯染料与染色Vo1.48No.3陈美芬离子色谱测定水溶性染料中的微量钙镁离子生旦净水稀释成2.1L,配制成100mM四丁基氢氧化铵溶液.2.3样品溶液配制称取干品染料样1g,置于100mL洁净的烧杯中,加入10mL混酸(浓盐酸与浓硝酸的体积比为1:3),缓慢加热,直至黄烟基本消失,样品冷却后再加入30mL双氧水,缓慢加热至试样完全溶解而得到无色或微黄色液体,冷却至室温.加纯净水溶解稀释,摇匀备用.2.4标准曲线绘制待仪器按要求条件运行稳定后,用微量注射器分别取已配制好的不同浓度的标准溶液,按由低浓度到高浓度的顺序进样,每个浓度重复进样,取峰面积平均值.所得数据见表1.表1标准溶液浓度与峰面积相关值c(me,/L)o.0802o.2086o.4070o.6171o.9873A(srain)0.09890.12890.17540.22500.31l1MgZAc;以表1中浓度c(mg/L)为横坐标,峰面积A(smin)为纵坐标,做钙离子及镁离子的标准工作曲线(见图1,图2).0ooO13O25O38O5oO075O船T.2D图2镁离子工作曲线2.5样品测定在与绘制标准曲线相同的色谱条件下,用微量注射器取配好的样品溶液,进样.待组分完全流出后由数据处理系统根据标准曲线得出结果.重复数次进样,取平均值.3结果与讨论3.1样品前处理染料样品为有色物质,且颜色种类繁多,进入色谱柱后难以完全洗脱干净,极易对色谱柱及检测系统造成色污染,降低分析设备的使用寿命,严重影响分析数据的准确性和重现性.因此,本文利用离子色谱来测定染料样品中的微量钙镁离子,通过向染料样品中加入混酸进行分解,然后加人双氧水进行氧化,从而消除有色的有机组分,保持样品进样浓度的一致性,从根本上消除染料对离子色谱交换柱的污染,使得分析准确,数据重现性好.而且利用本文方法可以同时分析染料样品中的多种微量金属离子,操作简便,易于实现.3.2样品浓度与色谱峰面积的线性相关性由图1和图2的标准工作曲线得到,钙离子线性方程为Y=0.234X+0.0801,相关系数R=1;镁离子线性方程为Y=0.3026X+0.0437,相关系数R=1.上述两个标准工作曲线的线性相关系数均为1,由此可以得出,钙离子和镁离子在01.2mg/L的浓度范围内,色谱峰面积与离子浓度间有很好的线性相关性.3.3分析方法的精密度在选定的色谱条件下,重复测定步骤2.3中待测液四次,统计样品中钙离子及镁离子的含量,并计算测定结果的标准偏差和变异系数,见表2.由表中数据可见,钙离子含量测定的标准偏差在0.00040.0050之间,变异系数在0.0040%2.8043%之间;而镁离子含量测定的标准偏差在0.00170.0049之间,变异系数在1.3524%一3.1091%之间.在测定微量离子浓度的情况下,得到的标准偏差和变异系数很小,可见该测定方法的精密度很高.表2标准偏差及变异系数样品离子测定结果(mg/e)平均值.标准变异系(megL)偏差数(%)活性红Ca20.1878RGNMg0.1643活性黄ca20.0990PGN2Mg20.1280活性蓝Ca0.1750PR6Mg20.10330.19020.18430.15370.15790.09990.0994O.12490.1257O.18460.17360.10370.09730.1832O.1543O.o991O.1240O.17990.10111864O.00321.716715760.00493.109109940.0OO40.004012570.ool71.352417830.00502.(下转第57页)?59?染料与染色Vo1.48No.3札,还原黄G中间佳合成新工2o生鱼8O时,产品的副产物增加,纯度低,收率下降.2.3催化剂对反应的影响催化剂对反应的影响至关重要,它能提高反应速率,增加收率.传统的催化剂用量大,使产品的成本高,不利于产品的良性循环.表3催化剂对反应的影响2.4滤渣的处理与利用从反应结束过滤后的母液中回收滤渣,通过精馏方法回收溶剂DMI,滤渣进行水解,闭环,可得偏暗黄光染料,可作商品染料或拼色用.从而使产品的成本降低,消耗减少,同时也减少了污染和危害的产生.3结论本篇所述的还原黄G染料中间体合成新工艺,以铜粉和苯酚为催化剂,用DMI作溶剂,在75下,缩合合成2,2一二乙酰氨基一1,1一联二蒽醌,使产品的收率达到了68.5%,降低了产品的成本,反应溶剂回收套用,减少及防止了环境污染,达到了洁净工业化生产的要求.参考文献1肖刚,王景国.染料工业技术M.北京:化学工业出版社,2004:133.2杨新玮,罗钰言,肖刚,等.化工产品手册:染料M.第四版.北京:化学工业出版社.2005:686.ANewSynthesisProcessoftheIntermediateofVatYellowGLIUFeiZHENGJun-iiangZHANGuo-qing(JiangsuYabangDyeCo.,Ltd.,Changzhou213163,JiangsuChina)Abstract:Inthepresenceofcatalystscopperpowderandphenol,2,2-diacetamido-1,1-bianthraquinonewassynthesizedfrom1-chlo-m-2?acetylaminoanthraquinonein1,3-dimethyl-2一imidazolidinonebyUllmannreactionat75.TheyieldofproductWasincreasedfrom55%to68%andtheproductcostWasreducedbyimprovingthesynthesisprocess.Keywords:1-chloro-2-acetylaminoanthraquinone;Ullmannreaction;2,2-diacetamido一1,1一bianthraquinone(收稿日期:2011年3月)(上接第59页)4结论综上所述,采用该离子色谱法测定水溶性染料中微量钙镁离子,具有操作简便,精密度高的特点,符合工业分析要求,而且避免了染料样品对色谱柱及分析系统的污染,延长了系统的使用寿命,解决了以往在这一领域所遇到的检测难题.参考文献1唐志翔.纺织品喷射印花技术开发的回顾和展望J.染整科技,2002,(1):811.2陈荣圻.喷墨印花用印墨J.印染,2001,28(12):3845.3房宽峻数字喷墨印花技术(一)J.印染,20O6,32(18):444R4张伟,张艳.喷墨印花墨水及其发展J.针织工业,2009,(6):6368.5顾浩.纺织品数码喷墨印花技术和应用前景展望J.针织工业,2010,(1):3O一35.6KIMTakhyun,PARKChulhwan,KIMSang-yong.Waterrecyclingfromdesalinationandpurificationprocessofreactivedyeillanu?facturingindustrybycombinedmembranefiltrationJ.JournalofCleanerProduction,2005,13:779786.7YuSanchuan,GAOCongjie,SUHexiang.eta1.Nanofdtrationusedfordesalinationandcancenti0nindyeproductionJ.De88lination,20o1,140:97100.8赵恒亮.织物喷墨印花油墨J.丝网印刷,2006,12:2426.IonChromatographyQuantitativeAnalysisofTraceCalciumandMagnesiumIonsinWater.solubleDyestuffsCHENMei.fen(ZhejiangJihuaGroupCo.,Ltd.,R&Dcenter,Hangzhou311234,ZhiangChina)Abstract:Tracecalciumandmagnesiumionsinwater-solubl