GB∕T 38114-2019 纳米技术 石墨烯材料表面含氧官能团的定量分析 化学滴定法

犐犆犛７１．０４０

犃２０

中华人民共和国国家标准

犌犅／犜３８１１４—２０１９

纳米技术石墨烯材料表面含氧官能团的

定量分析化学滴定法

犖犪狀狅狋犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊—犙狌犪狀狋犻狋犪狋犻狏犲犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲狊狌狉犳犪犮犲狅狓狔犵犲狀犳狌狀犮狋犻狅狀犪犾

犵狉狅狌狆狊狅狀犵狉犪狆犺犲狀犲犿犪狋犲狉犻犪犾狊—犆犺犲犿犻犮犪犾狋犻狋狉犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱

２０１９１０１８发布２０２００９０１实施

国家市场监督管理总局

中国国家标准化管理委员会

发布

目次

前言Ⅲ…………………………

引言Ⅳ…………………………

１范围

１………………………

２规范性引用文件

１…………………………

３术语和定义

１………………

４方法概要

２…………………

５试剂

２………………………

６仪器

２………………………

７测量步骤

３…………………

７．１样品预处理３

…………………………

７．２样品与碱液反应３

……………………

７．３滴定４

…………………

８结果计算与表示

４…………………………

８．１碱耗量４

………………

８．２含氧官能团含量５

……………………

９测试报告

５…………………

附录Ａ（资料性附录）测试步骤示例７……………………

附录Ｂ（资料性附录）数据记录和测试报告示例８………

附录Ｃ（资料性附录）测试实例１０…………

Ⅰ

犌犅／犜３８１１４—２０１９

前言

本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。

本标准由中国科学院提出。

本标准由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２７９／ＳＣ１）归口。

本标准起草单位：中国科学院山西煤炭化学研究所、济南圣泉集团股份有限公司、多氟多化工股份

有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院［国家石墨烯产品质量监督检验中心（江苏）］、中国科学

院大连化学物理研究所、山东欧铂新材料有限公司、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、北京市理

化分析测试中心、国家纳米科学中心、冶金工业信息标准研究院、中关村华清石墨烯产业技术创新联盟、

清华大学。

本标准主要起草人：陈成猛、黄显虹、谢莉婧、戴石峰、葛广路、李倩、吴忠帅、刘兆平、赵永彬、刘伟丽、

李洁、郑应福、孔庆强、张强、王勤生、胡兴华、耿其琛、施秀华、刘峥、白云、卢焕明、张秀梅。

Ⅲ

犌犅／犜３８１１４—２０１９

引言

石墨烯粉体材料在制备或应用改性过程中，可能引入一些含氧官能团，如羧基、内脂基、酚羟基和羰

基等。这些含氧官能团对石墨烯粉体材料的电子特性、润湿性、导电性、导热性及化学反应活性等性能

有着重要影响。因此，测量石墨烯粉体材料表面含氧官能团的种类和含量，对石墨烯粉体材料质量控制

和应用具有十分重要的指导意义。

测定石墨烯粉体材料表面含氧官能团的方法主要有傅里叶变换红外光谱法（ＦＴＩＲ）、Ｘ射线光电

子能谱分析法（ＸＰＳ）、电子能量损失谱法（ＥＥＬＳ）、荧光标记和Ｂｏｅｈｍ滴定法等。Ｂｏｅｈｍ滴定法具有低

成本、重复性好、操作简便等特点，本标准采用Ｂｏｅｈｍ滴定法定量分析羧基、内酯基、酚羟基和羰基四种

含氧官能团的含量。

Ⅳ

犌犅／犜３８１１４—２０１９

纳米技术石墨烯材料表面含氧官能团的

定量分析化学滴定法

警示：使用本标准的人员应该有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问

题。本标准规定的一些试验过程可能会导致危险情况，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保

证符合国家有关法规规定的条件。

１范围

本标准规定了化学滴定法定量分析石墨烯粉体材料表面含氧官能团含量的方法概要、试剂、仪器、

测量步骤、结果计算与表示和测试报告。

本标准适用于石墨烯粉体材料的测定，石墨烯材料表面羧基、内酯基、酚羟基和羰基的的检测限分

别为０．０１５ｍｍｏｌ／ｇ、０．０３７ｍｍｏｌ／ｇ、０．０１４ｍｍｏｌ／ｇ、０．０７２ｍｍｏｌ／ｇ。

本标准不适用于磺化改性的石墨烯材料。其他炭材料的含氧官能团含量定量分析，可参考本标准

进行。

２规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

ＧＢ／Ｔ６０１化学试剂标准滴定溶液的制备

ＧＢ／Ｔ６６８２—２００８分析实验室用水规格和试验方法

３术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

３．１

石墨烯犵狉犪狆犺犲狀犲

石墨烯层犵狉犪狆犺犲狀犲犾犪狔犲狉

单层石墨烯狊犻狀犵犾犲犾犪狔犲狉犵狉犪狆犺犲狀犲；犿狅狀狅犾犪狔犲狉犵狉犪狆犺犲狀犲

由一个碳原子与周围三个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层。

注１：它是许多碳纳米物体的重要构建单元。

注２：由于石墨烯仅有一层，因此通常被称为单层石墨烯。石墨烯缩写为１ＬＧ，以便区别于缩写为２ＬＧ的双层石墨

烯和缩写为ＦＬＧ的少层石墨烯。

注３：石墨烯有边界，并且在碳碳键遭到破坏的地方有缺陷和晶界。

［ＧＢ／Ｔ３０５４４．１３—２０１８，定义３．１．２．１］

３．２

石墨烯材料犵狉犪狆犺犲狀犲犿犪狋犲狉犻犪犾

由石墨烯单独或堆垛而成、层数不超过１０层的二维材料及其衍生物。

注１：石墨烯材料包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯。

１

犌犅／犜３８１１４—２０１９

注２：通常改性方式包括氧化、氢化、氟化、磺化和异质掺杂等。

注３：石墨烯材料的存在形态有：薄膜、粉体、浆料和三位构造体。

注４：层数超过１０层的一般称之为石墨。

４方法概要

根据不同强度的碱与石墨烯粉体材料表面不同强度的酸性氧化物反应的可能性，对石墨烯粉体材

料表面酸性氧化物进行定性与定量的化学分析方法，称之为Ｂｏｅｈｍ滴定法。其中，碳酸氢钠

（ＮａＨＣＯ３）仅与石墨烯粉体材料表面的羧基发生中和反应，碳酸钠（Ｎａ２ＣＯ３）可与表面的羧基和内酯基

发生中和反应，氢氧化钠（ＮａＯＨ）可与表面的羧基、内酯基和酚羟基发生中和反应，而乙醇钠

（Ｃ２Ｈ５ＯＮａ）可与表面的羧基、内酯基、酚羟基和羰基发生中和反应。根据碱消耗量的不同，计算出石墨

烯粉体材料表面的羧基、内酯基、酚羟基和羰基的含量。

５试剂

５．１本标准中所用水应符合ＧＢ

／Ｔ６６８２—２００８中的二级水。除有特殊规定外，所用试剂均为分析纯。

５．２盐酸标准溶液（０．５０００ｍｏｌ

／Ｌ）：按照ＧＢ／Ｔ６０１中的方法配制和标定。用移液管准确移取４５ｍＬ

盐酸（３６％），加入到１０００ｍＬ容量瓶中，加水稀释至刻度。

５．３盐酸标准滴定液（０．０２５００ｍｏｌ

／Ｌ）：准确移取５．２中经过标定的标准溶液２５ｍＬ，加入５００ｍＬ容

量瓶中，加水稀释至刻度。该溶液储存时间不超过一周。

５．４碳酸氢钠（ＮａＨＣＯ３）溶液（

０．０５０００ｍｏｌ／Ｌ）（Ａ液）：称取无水碳酸氢钠４．３０００ｇ，溶于１０００ｍＬ

水中，摇匀。

５．５碳酸钠（Ｎａ２ＣＯ３）溶液（０．０５０００ｍｏｌ

／Ｌ）（Ｂ液）：称取无水碳酸钠５．３０００ｇ，溶于１０００ｍＬ水中，

摇匀。

５．６氢氧化钠（ＮａＯＨ）溶液（０．０５０００ｍｏｌ

／Ｌ）（Ｃ液）：称取１１０ｇ氢氧化钠，溶于１００ｍＬ无二氧化碳

的蒸馏水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮，用移液管取上层清液２．７ｍＬ至１０００ｍＬ

容量瓶中，并用无二氧化碳的蒸馏水稀释至１０００ｍＬ，摇匀。

５．７乙醇钠（Ｃ２Ｈ５ＯＮａ）溶液（０．１０００ｍｏｌ

／Ｌ）（Ｄ液）：称取无水乙醇钠６．９０００ｇ，溶于１０００ｍＬ无水

乙醇中，摇匀。

５．８碳酸钠，

ｐＨ

基准试剂。

５．９溴甲酚绿甲基红混合指示液：

溶液１，称取０．１ｇ溴甲酚绿，溶于乙醇（９５％），用乙醇（９５％）稀释至

１００ｍＬ；溶液２，称取０．２ｇ甲基红，溶于乙醇（９５％），用乙醇（９５％）稀释至１００ｍＬ；将３０ｍＬ溶液１和

１０ｍＬ溶液２混匀。

６仪器

６．１高密度聚乙烯瓶（ＨＤＰＥ）。

６．２真空干燥箱，真空度：０ＭＰａ～０．０９ＭＰａ。

６．３鼓风干燥箱。

６．４分析天平，感量０．０００１ｇ。

６．５振荡器，室温

～３０℃，振荡频率：０ｒ／ｍｉｎ～３００ｒ／ｍｉｎ，振幅：２５ｍｍ。

６．６电位滴定仪，测试电极：酸碱

ｐＨ

电极，精度：０．１ｍＶ。

２

犌犅／犜３８１１４—２０１９

６．７高速离心机，相对离心力大于或等于１２８１０×犵。

７测量步骤

７．１样品预处理

称取约２．０ｇ待测样品放入真空干燥箱，在８０℃±５℃下真空干燥至样品恒重，然后将试样放入干

燥器中备用。测试步骤示例参见附录Ａ。

７．２样品与碱液反应

７．２．１样品称量

称取四等分０．１５ｇ～０．５０ｇ（称量准确至０．０００２ｇ）经７．１中预处理后的干燥样品，分别置于

１００ｍＬＨＤＰＥ瓶Ａ１、Ｂ１、Ｃ１和Ｄ１中，质量分别记为犿１、犿２、犿３和犿４。

７．２．２样品反应

分别称取５０．０ｇＡ液（称量准确至０．０００２ｇ）到Ａ１瓶中、５０．０ｇＢ液（称量准确至０．０００２ｇ）到Ｂ１

瓶中、５０．０ｇＣ液（称量准确至０．０００２ｇ）到Ｃ１瓶中和４０．０ｇＤ液（称量准确至０．０００２ｇ）到Ｄ１瓶中，

准确记录加入的溶液质量（称量准确至０．０００２ｇ），分别记为犿Ａ、犿Ｂ、犿Ｃ和犿Ｄ，盖紧瓶盖，密封隔绝空

气，手动摇晃至少３０ｓ，得到反应液。

注：称样之前，宜将ＨＤＰＥ瓶和样品消除静电，以防止样品的损失。

７．２．３空白实验

７．２．３．１碱液空白实验

分别称取５０．０ｇＡ液（称量准确至０．０００２ｇ）到ＨＤＰＥ瓶Ａ０中、５０．０ｇＢ液（称量准确至０．０００２ｇ）

到ＨＤＰＥ瓶Ｂ０中、５０．０ｇＣ液（称量准确至０．０００２ｇ）到ＨＤＰＥ瓶Ｃ０中和４０．０ｇＤ液（称量准确至

０．０００２ｇ）到ＨＤＰＥ瓶Ｄ０中，准确记录加入的碱液质量（

称量准确至０．０００２ｇ），分别记为犿Ａ０、犿Ｂ０、

犿Ｃ０和犿Ｄ０，盖紧瓶盖，密封隔绝空气，得到碱液空白。

７．２．３．２样品空白实验

称取０．１５ｇ～０．５０ｇ（称量准确至０．０００２ｇ）经７．１中预处理后的干燥样品，置于１００ｍＬ的ＨＤＰＥ

瓶Ｅ中，质量记为犿５，称取５０．０ｇ（称量准确至０．０００２ｇ）水到Ｅ瓶中，准确记录加入水的质量，记为

犿Ｅ，盖紧瓶盖，密封隔绝空气，得到样品空白。

７．２．４振荡反应

将所有反应瓶和空白实验瓶置于２５℃～３０℃、１５０ｒ／ｍｉｎ振荡频率的恒温振荡水浴中，振荡反应

３ｈ，这段时间内至少３次手动摇晃反应瓶１０ｓ，使粘附在瓶内壁和瓶盖内的样品混入反应液中，使反应

均匀。

７．２．５固液分离

７．２．５．１犃、犅、犆、犈过滤

振荡完毕，充分摇匀瓶中液体，分别减压过滤ＨＤＰＥ瓶Ａ０、Ａ１、Ｂ０、Ｂ１、Ｃ０、Ｃ１和Ｅ中的液体，过滤

３

犌犅／犜３８１１４—２０１９

时弃掉初滤液１５ｍＬ，然后收集余下的滤液至干燥的抽滤瓶中，分别得到Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｅ滤

液，得到的滤液立即进入７．３。

７．２．５．２犇离心分离

Ｄ１和Ｄ０中的液体迅速倒入５０ｍＬ干燥离心管中，在１００００ｒ／ｍｉｎ的高速离心条件下分离

１０ｍｉｎ，取上层清液立即进入７．３。如果离心不够彻底，可以延长离心时间或提高离心速率，直至固液

分离。

７．３滴定

７．３．１电位滴定法

７．３．１．１犃、犅、犆、犇滤液滴定

分别称取１０．０ｇ７．２．５中的Ａ０、Ａ１、Ｂ０、Ｂ１、Ｃ０、Ｃ１、Ｄ０、Ｄ１滤液或上清液于相应的滴定杯中，分别

准确记录质量（称量准确至０．０００２ｇ）为犿Ａ０，ｄ、犿Ａ１，ｄ、犿Ｂ０，ｄ、犿Ｂ１，ｄ、犿Ｃ０，ｄ、犿Ｃ１，ｄ、犿Ｄ０，ｄ、犿Ｄ１，ｄ，用水稀释至

３０ｍＬ，将

ｐＨ

电极浸入到溶液中，然后用盐酸标准滴定液滴定至终点，分别记录滴定至第二等当点时，

消耗盐酸滴定液的体积，分别记录为犞Ａ０、犞Ａ１、犞Ｂ０、犞Ｂ１、犞Ｃ０、犞Ｃ１、犞Ｄ０、犞Ｄ１。

７．３．１．２犈滤液滴定

称取２０．０ｇＥ清液（称量准确至０．０００２ｇ）于滴定杯中，记录准确的质量为犿Ｅｄ，准确加入Ｃ０滤液

１０．０ｇ（称量准确至０．０００２ｇ），记录加入Ｃ０滤液的准确质量为犿Ｅｄ，

Ｃ，得到ＥＣ混合液，将

ｐＨ

电极浸入

到溶液中，然后用盐酸滴定液滴定该ＥＣ混合液，记录滴定至第二等当点时，消耗盐酸滴定液的体积记

录为犞Ｅ。

７．３．２指示剂滴定法

７．３．２．１犃、犅、犆、犇滤液滴定

分别称取７．２．５中的２５．０ｇＡ０滤液、２５．０ｇＡ１滤液、１５．０ｇＢ０滤液、１５．０ｇＢ１滤液、２５．０ｇＣ０滤

液、２５．０ｇＣ１滤液、１０．０ｇＤ０上清液、１０．０ｇＤ１上清液于相应的锥形瓶中，分别记录准确的质量（称量

准确至０．０００２ｇ）为犿Ａ０，ｄ、犿Ａ１，ｄ、犿Ｂ０，ｄ、犿Ｂ１，ｄ、犿Ｃ０，ｄ、犿Ｃ１，ｄ、犿Ｄ０，ｄ、犿Ｄ１，ｄ，加入溴甲酚绿甲基红混合指示

液４滴，然后用盐酸滴定液滴定至溶液由绿色变为暗红色，煮沸２ｍｉｎ，冷却，继续滴定至溶液呈暗红色

为终点，分别记录消耗盐酸滴定液的体积为犞Ａ０、犞Ａ１、犞Ｂ０、犞Ｂ１、犞Ｃ０、犞Ｃ１、犞Ｄ０、犞Ｄ１。

７．３．２．２犈滤液滴定

称取１０．０ｇＥ滤液于锥形瓶中，记录准确的质量（称量准确至０．０００２ｇ）为犿Ｅ１，ｄ，准确加入Ｃ０滤

液１５．０ｇ，记录加入Ｃ０滤液的准确质量（称量准确至０．０００２ｇ）为犿ＥＣ，ｄ，得到ＥＣ混合液，加入溴甲酚

绿甲基红混合指示液４滴，用盐酸滴定液滴定溶液该ＥＣ混合溶液，溶液由绿色变为暗红色时，煮沸

２ｍｉｎ，冷却，继续滴定至溶液呈暗红色为终点，记录消耗盐酸滴定液的体积记录为犞Ｅ。

８结果计算与表示

８．１碱耗量

８．１．１单位样品和Ａ液、Ｂ液、Ｃ液及Ｄ液反应后消耗的物质的量分别为ηＡ、ηＢ、ηＣ和ηＤ，

样品空白Ｅ液

４

犌犅／犜３８１１４—２０１９

中的碱量为ηＥ，数值以ｍｍｏｌ／ｇ表示，按式（１）～式（５）计算：

η犃＝（犞Ａ０×犆／犿Ａ０，ｄ－犞Ａ１×犆／犿Ａ１，ｄ）×犿Ａ１／犿１

………………（１）

ηＢ＝（犞Ｂ０×犆／犿Ｂ０，ｄ－犞Ｂ１×犆／犿Ｂ１，ｄ）×犿Ｂ１／犿２

………………（２）

ηＣ＝（犞Ｃ０×犆／犿Ｃ０，ｄ－犞Ｃ１×犆／犿Ｃ１，ｄ）×犿Ｃ１／犿３

………………（３）

ηＤ＝（犞Ｄ０×犆／犿Ｄ０，ｄ－犞Ｄ１×犆／犿Ｄ１，ｄ）×犿Ｄ１／犿４

………………（４）

ηＥ＝［（犞Ｅ×犆－犞Ｃ０×犆／犿Ｃ０，ｄ×犿Ｅｄ，Ｃ）／犿Ｅｄ］×犿Ｅ／犿５

………………（５）

式中：

犆———盐酸滴定液的浓度，单位为摩尔每升（ｍｏｌ／Ｌ）；

犞Ａ０、犞Ｂ０、犞Ｃ０、犞Ｄ０———滴定Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０滤液时盐酸滴定液的消耗体积，单位为毫升

（ｍＬ）；

犿Ａ０，ｄ、犿Ｂ０，ｄ、犿Ｃ０，ｄ、犿Ｄ０，ｄ———滴定Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０滤液时被滴定的Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０滤液质量，单位

为克（ｇ）；

犞Ａ１、犞Ｂ１、犞Ｃ１、犞Ｄ１———滴定Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１滤液时盐酸滴定液的消耗体积，单位为毫升

（ｍＬ）；

犿Ａ１，ｄ、犿Ｂ１，ｄ、犿Ｃ１，ｄ、犿Ｄ１，ｄ———滴定Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１滤液时被滴定的Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１滤液质量，单位

为克（ｇ）；

犿１、犿２、犿３、犿４———Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１中样品的质量，单位为克（ｇ）；

犿Ａ１、犿Ｂ１、犿Ｃ１、犿Ｄ１———Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１瓶中加入的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ液的质量，单位为克（ｇ）；

犿５———Ｅ瓶中样品的质量，单位为克（ｇ）；

犞Ｅ———滴定ＥＣ混合溶液时盐酸滴定液的消耗量，单位为毫升（ｍＬ）；

犿Ｅｄ，Ｃ———滴定的ＥＣ混合溶液中Ｃ０滤液的质量，单位为克（ｇ）；

犿Ｅｄ———滴定的ＥＣ混合液溶液中Ｅ滤液的质量，单位为克（ｇ）；

犿Ｅ———Ｅ瓶中加入水的质量，单位为克（ｇ）。

８．１．２每种碱与样品反应至少做２个平行样，两次平行测试碱耗量的相对误差不超过１０％，

测定结果

为２个平行样的算术平均值。如果两次平行试验碱耗量的相对误差超出１０％，或碱耗量低于范围中所

示检测限时，该样品需要重新测试，复测时建议增加与碱液反应的样品质量。

８．２含氧官能团含量

从ηＡ、

ηＢ、ηＣ、ηＤ、ηＥ之间的差值按式（６）～式（９）可以计算出样品表面各种含氧官能团的含量，

即η：

η羧基＝ηＡ＋ηＥ

……（６）

η内脂基＝ηＢ＋ηＥ－η羧基

……（７）

η酚羟基＝ηＣ＋ηＥ－η羧基－η内脂基

……（８）

η羰基＝ηＤ＋ηＥ－η羧基－η内脂基－η酚羟基

……（９）

式中：

η羧基

———羧基的含量，单位为毫摩尔每克（ｍｍｏｌ／ｇ）；

η内脂基———内酯基的含量，单位为毫摩尔每克（ｍｍｏｌ

／ｇ）；

η酚羟基———酚羟基的含量，单位为毫摩尔每克（ｍｍｏｌ

／ｇ）；

η羰基

———羰基的含量，单位为毫摩尔每克（ｍｍｏｌ／ｇ）。

９测试报告

９．１测试报告包括但不仅限于以下信息：

５

犌犅／犜３８１１４—２０１９

ａ）本标准编号；

ｂ）测试人员、日期；

ｃ）样品来源；

ｄ）样本的详细描述，包括厂家、样品编号、生产批号和样品形态；

ｅ）测试方法；

ｆ）仪器的名称和型号；

ｇ）测试结果。

９．２数据记录和测试报告示例参见附录Ｂ。

９．３测试实例参见附录Ｃ。

６

犌犅／犜３８１１４—２０１９

附录犃

（资料性附录）

测试步骤示例

操作步骤示例见图Ａ．１。

图犃．１操作步骤示例

７

犌犅／犜３８１１４—２０１９

附录犅

（资料性附录）

数据记录和测试报告示例

犅．１盐酸标准溶液标定记录表示例见表Ｂ．１。

表犅．１盐酸标准溶液标定记录表示例

标定实验基准试剂Ｎａ２ＣＯ３质量／ｇ标定基准物质消耗盐酸体积／ｍＬ空白实验消耗盐酸体积／ｍＬ

标定１

标定２

犅．２Ｂｏｅｈｍ滴定原始数据记录表示例见表Ｂ．２。

表犅．２犅狅犲犺犿滴定原始数据记录表示例

编号样品质量／ｇ加入溶液质量／ｇ滴定滤液质量／ｇ消耗滴定酸体积／ｍＬ

Ａ０Ａ空白０

Ａ１犿１，１

Ａ２犿１，２

Ａ液

犿Ａ０犿Ａ０，ｄ犞Ａ０

犿Ａ１犿Ａ１，ｄ犞Ａ１

犿Ａ２犿Ａ２，ｄ犞Ａ２

Ｂ０Ｂ空白０

Ｂ１犿２，１

Ｂ２犿２，２

Ｂ液

犿Ｂ０犿Ｂ０，ｄ犞Ｂ０

犿Ｂ１犿Ｂ１，ｄ犞Ｂ１

犿Ｂ２犿Ｂ２，ｄ犞Ｂ２

Ｃ０Ｃ空白０

Ｃ１犿３，１

Ｃ２犿３，２

Ｃ液

犿Ｃ０犿Ｃ０，ｄ犞Ｃ０

犿Ｃ１犿Ｃ１，ｄ犞Ｃ１

犿Ｃ２犿Ｃ２，ｄ犞Ｃ２

Ｄ０Ｄ空白０

Ｄ１犿４，１

Ｄ２犿４，２

Ｄ液

犿Ｄ０犿Ｄ０，ｄ犞Ｄ０

犿Ｄ１犿Ｄ１，ｄ犞Ｄ１

犿Ｄ２犿Ｄ２，ｄ犞Ｄ２

Ｅ犿５水犿Ｅ

犿Ｅｄ

犿Ｅｄ，Ｃ

犞Ｅ

８

犌犅／犜３８１１４—２０１９

犅．３测试报告示例见表Ｂ．３。

表犅．３测试报告示例

测试人员测试日期测试方法

样品编号样品来源样品种类

碱耗量

ｍｍｏｌ／ｇ

平均值

相对偏差

ηＮａＨＣＯ３ηＮａ２ＣＯ３ηＮａＯＨηＣ２Ｈ５ＯＮａ

ηＥ

官能团含量

ｍｍｏｌ／ｇ

η羧基η内脂基η酚羟基η羰基

—

９

犌犅／犜３８１１４—２０１９

附录犆

（资料性附录）

测试实例

犆．１溶液配制

犆．１．１盐酸标准溶液

用移液管准确移取４５ｍＬ盐酸（３６％），加入到１０００ｍＬ容量瓶中，加水稀释至刻度。分别称取犿

为０．９５０５ｇ、０．９４９６ｇ于２７０℃～３００℃高温炉中灼烧至恒重的工作基础试剂无水碳酸钠至两个干净

的锥形瓶中，分别溶于５０ｍＬ水中后，加１０滴溴甲酚绿甲基红指示液，在分别用配制的盐酸标准溶液

滴定至溶液由绿色变为暗红色，煮沸２ｍｉｎ，冷却，继续滴定至溶液再呈暗红色，消耗盐酸犞１分别为

３５．４７ｍＬ、３５．４３ｍＬ。同时做两次空白实验，消耗盐酸犞０分别为０．０２ｍＬ、０．０２ｍＬ。该盐酸标准溶液

的浓度犆０为０．５０６０ｍｏｌ／Ｌ。

具体计算过程如下：

犆０１＝２×犿×１０００

（犞１－犞０）×犕＝

２×０．９５０５×１０００

（３５．４７－０．０２）×１０５．９９ｍｏｌ

／Ｌ＝０．５０５９ｍｏｌ／Ｌ

犆０２＝２×犿×１０００

（犞１－犞０）×犕＝

２×０．９４９６×１０００

（３５．４３－０．０２）×１０５．９９ｍｏｌ

／Ｌ＝０．５０６０ｍｏｌ／Ｌ

犆０＝犆１＋犆２

２

＝０．５０５９＋０．５０６０

２

ｍｏｌ／Ｌ＝０．５０６０ｍｏｌ／Ｌ

犆．１．２盐酸标准滴定液

准确移取５．１中经过标定的标准溶液２５ｍＬ，加入５００ｍＬ容量瓶中，加水稀释至刻度，该盐酸标准

滴定溶液的浓度犆＝犆０／２０＝０．５０６０／２０ｍｏｌ／Ｌ＝０．０２５３０ｍｏｌ／Ｌ。

犆．１．３碳酸氢钠（犖犪犎犆犗３）溶液（犃液）

称取无水碳酸氢钠４．３０１５ｇ，溶于１０００ｍＬ水中，摇匀。

犆．１．４碳酸钠（犖犪２犆犗３）溶液（犅液）

称取无水碳酸钠５．３０４５ｇ，溶于１０００ｍＬ水中，摇匀。

犆．１．５氢氧化钠（犖犪犗犎）溶液（犆液）

称取１１０ｇ氢氧化钠，溶于１００ｍＬ无二氧化碳的蒸馏水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶

液清亮，用移液管取上层清液２．７ｍＬ至１０００ｍＬ容量瓶中，并用无二氧化碳的蒸馏水稀释至１０００ｍＬ，

摇匀。

犆．１．６乙醇钠（犆２犎５犗犖犪）溶液（犇液）

称取无水乙醇钠６．９ｇ，溶于１０００ｍＬ无水乙醇中，摇匀。

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犆．２样品预处理

将氧化还原法所得的还原氧化石墨烯样品１置于真空干燥箱中在８０℃±５℃下真空干燥至样品

恒重，然后将试样放入干燥器中备用。

犆．３样品反应

样品反应如下：

ａ）准备１３个１００ｍＬ的ＨＤＰＥ瓶，并标上标号Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ０、Ｄ１、

Ｄ２、Ｅ。

ｂ）往Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ中分别称入０．１５ｇ的干燥样品１，并准确记录质量分别

为：犿１，１、犿１，２、犿２，１、犿２，２、犿３，１、犿３，２、犿４，１、犿４，２、犿５，数据记录于表Ｃ．１中。

ｃ）随后往装有样品的这１０个瓶中分别加入不同的溶液，并分别准确记录溶液的质量分别为：

犿Ａ１、犿Ａ２、犿Ｂ１、犿Ｂ２、犿Ｃ１、犿Ｃ２、犿Ｄ１、犿Ｄ２、犿Ｅ，加液情况和数据记录于表Ｃ．１中，溶液加完以后，

立即盖紧瓶盖，摇晃均匀。

ｄ）往Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０中分别加入不同的碱液，并分别准确记录溶液的质量分别为：犿Ａ０、犿Ｂ０、

犿Ｃ０、犿Ｄ０，加液情况和数据记录于表Ｃ．１中，溶液加完之后盖紧瓶盖，此为碱液空白。

犆．４振荡反应和过滤

振荡反应和过滤步骤如下：

ａ）将以上准备好的所有１３个瓶子置于２５℃～３０℃的恒温振荡水浴中，以１５０ｒ／ｍｉｎ的频率振

荡反应３ｈ，这３ｈ内手动摇匀所有瓶子３次，使瓶子上部、瓶盖内部的溶液和反应液充分

混匀。

ｂ）反应３ｈ后，从恒温振荡水浴中取出所有瓶子，分别减压抽滤Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ０、Ｃ１、

Ｃ２、Ｅ１、Ｅ２中的溶液，以分离固液相。过滤Ａ１时，用普通中速滤纸，将瓶内溶液摇匀后，首先

用吸管吸取Ａ１瓶中１５ｍＬ左右的溶液过滤到废液瓶中，然后保持漏斗和滤纸不变，将Ａ１瓶

中剩下的溶液过滤至另一个干燥洁净的抽滤瓶中，得到Ａ１滤液，为避免滤液放置时间太长，

导致溶剂挥发，使滤液的浓度发生变化，得到的滤液立即用吸管吸取１０ｇ到干净且已知质量

的滴定杯中，并准确记录加入到滴定杯中滤液的质量，记为犿Ａ１，ｄ，数据记录于表Ｃ．１中，然后

往滴定杯中加入２０ｍＬ水，充分摇匀。

ｃ）错开时间过滤剩余瓶子中溶液，过滤方法与Ａ１瓶的过滤方法一致，分别得到Ａ０滤液、Ａ２滤

液、Ｂ０滤液、Ｂ１滤液、Ｂ２滤液、Ｃ０滤液、Ｃ１滤液、Ｃ２滤液、Ｅ１滤液、Ｅ２滤液，得到的滤液同样

立即用吸管分别加入到干净且已知质量的滴定杯中，准确记录加入到滴定杯中滤液的质量，记

为犿Ａ０，ｄ、犿Ａ２，ｄ、犿Ｂ０，ｄ、犿Ｂ１，ｄ、犿Ｂ２，ｄ、犿Ｃ０，ｄ、犿Ｃ１，ｄ、犿Ｃ２，ｄ、犿Ｅｄ，数据记录于表Ｃ．１中。然后分别往

装有Ａ０滤液、Ａ１滤液、Ａ２滤液、Ｂ０滤液、Ｂ１滤液、Ｂ２滤液、Ｃ０滤液、Ｃ１滤液、Ｃ２滤液的滴

定杯中加入２０ｍＬ水，往装有Ｅ滤液的滴定杯中加入１０．０ｇ左右的Ｃ０滤液，准确记录加入的

Ｃ０滤质量，记为犿Ｅｄ，Ｃ，数据记录于表Ｃ．１中。

ｄ）将Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２瓶中溶液摇匀以后，快速倒入干净、干燥的离心管中，以１００００ｒ／ｍｉｎ的频率离

心１０ｍｉｎ，将离心管取出（取出时小心，防止外力破坏离心状态），立即用吸管，将上层清液吸

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到干净且已知质量的滴定杯中，并准确记录加入的上层清液质量，记为犿Ｄ０，ｄ、犿Ｄ１，ｄ、犿Ｄ２，ｄ，然

后往滴定杯中加入２０ｍＬ水，充分摇匀。

犆．５滤液滴定

滤液滴定步骤如下：

ａ）将Ｃ．１中浓度为０．０２５３０ｍｏｌ／Ｌ的滴定液倒入自动电位滴定仪的滴定瓶中，用该滴定液冲洗

滴定仪内部管道至少３次。

ｂ）将Ｃ．４中准备好Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ滤液／上清液的滴定杯在自

动电位滴定仪上直接滴定，并分别记录滴定曲线上第二等当点（犞ｐＨ滴定曲线的一阶导数最

大点）对应的消耗滴定酸的体积，如图Ｃ．１中Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０滴定曲线所示，并分别记录为

犞Ａ０、犞Ａ１、犞Ａ２、犞Ｂ０、犞Ｂ１、犞Ｂ２、犞Ｃ０、犞Ｃ１、犞Ｃ２、犞Ｄ０、犞Ｄ１、犞Ｄ２、犞Ｅ，数据记录于表Ｃ．１中。

图犆．１犃０滤液（犖犪犎犆犗３）滴定曲线（左上），犅０滤液（犖犪２犆犗３）滴定曲线（右上），

犆０滤液（犖犪犗犎）滴定曲线（左下），犇０滤液（犆２犎５犗犖犪）滴定曲线（右下）

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表犆．１样品１测试原始数据

编号样品质量／ｇ加入溶液质量／ｇ滴定滤液／上清液质量／ｇ消耗滴定酸体积／ｍＬ

Ａ０Ａ液空白０

Ａ１犿１，１０．１５０１

Ａ２犿１，２０．１５１０

Ａ液

犿Ａ０５０．００１０犿Ａ０，ｄ１０．０２６５犞Ａ０２０．０６０

犿Ａ１５０．０１２１犿Ａ１，ｄ１０．０３１８犞Ａ１１９．８６３

犿Ａ２５０．００８７犿Ａ２，ｄ１０．００４１犞Ａ２１９．７９５

Ｂ０Ｂ液空白０

Ｂ１犿２，１０．１５１２

Ｂ２犿２，２０．１５０５

Ｂ液

犿Ｂ０５０．０１５０犿Ｂ０，ｄ１０．０２０１犞Ｂ０４２．２５６

犿Ｂ１５０．００１０犿Ｂ１，ｄ１０．０２９５犞Ｂ１４１．７８５

犿Ｂ２５０．０２１９犿Ｂ２，ｄ１０．００４２犞Ｂ２４１．６９４

Ｃ０Ｃ液空白０

Ｃ１犿３，１０．１４９５

Ｃ２犿３，２０．１５０２

Ｃ液

犿Ｃ０４９．９９００犿Ｃ０，ｄ１０．０１４２犞Ｃ０２０．１６７

犿Ｃ１４９．９９１３犿Ｃ１，ｄ１０．０３４犞Ｃ１１９．４５２

犿Ｃ２５０．００１１犿Ｃ２，ｄ１０．０２４８犞Ｃ２１９．４４７

Ｄ０Ｄ液空白０

Ｄ１犿４，１０．１４９３

Ｄ２犿４，２０．１５０３

Ｄ液

犿Ｄ０５０．００４０犿Ｄ０，ｄ１０．０１５１犞Ｄ０４３．８７３

犿Ｄ１４０．０２１３犿Ｄ１，ｄ１０．０１７６犞Ｄ１４２．５９０

犿Ｄ２３９．９９０１犿Ｄ２，ｄ１０．０１４４犞Ｄ２４２．４９５

Ｅ犿５０．１４９８水犿Ｅ４９．９８９３

犿Ｅｄ１０．０２４８

犿Ｅｄ，Ｃ１０．０１２４

犞Ｅ２０．１３２

犆．６数据计算

犆．６．１样品碱量

滴定Ｅ瓶时加入了Ｃ０滤液，而Ｃ０滤液的浓度犆Ｃ０（ｍｍｏｌ／ｇ）为：

犆Ｃ０＝犞Ｃ０×犆

犿Ｃ０，ｄ

＝２０．１６７×０．０２５３０

１０．０１４２

ｍｍｏｌ／ｇ＝０．０５０９５ｍｍｏｌ／ｇ

滴定Ｅ滤液时，被滴定的混合液中含有犿Ｅｄ的Ｅ滤液和犿Ｅｄ，Ｃ的Ｃ０滤液，消耗了犞Ｅ（ｍＬ）滴定液，

因此滤液Ｅ的浓度犆Ｅ（ｍｍｏｌ／ｇ）为：

犆Ｅ＝（

犞Ｅ×犆－犆Ｃ０×犿Ｅｄ，Ｃ）

犿Ｅｄ

Ｅ瓶的反应液中总共加入了犿５的样品１和犿Ｅ的水，则样品１的碱量ηＥ（

ｍｍｏｌ／ｇ）为：

ηＥ＝

犞Ｅ×犆－犆Ｃ０×犿Ｅｄ，Ｃ（）

犿Ｅｄ

×犿Ｅ

犿５

＝（

２０．１３２×０．０２５３０－０．０５０９５×１０．０１２４）

１０．０２４８

×４９．９８９３

０．１４９８

ｍｍｏｌ／ｇ＝－０．０２６４ｍｍｏｌ／ｇ

样品１的碱量ηＥ＝－０．０２６ｍｍｏｌ／ｇ，表明样品１中有残留的酸性化学物质。

犆．６．２碱耗量

以样品１的Ａ液的总碱耗量ηＡ计算示例：

Ａ０滤液的浓度犆Ａ０（ｍｍｏｌ／ｇ）为：

犆Ａ０＝犞Ａ０×犆

犿Ａ０，犱

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Ａ１滤液的浓度犆Ａ１（ｍｍｏｌ／ｇ）为：

犆Ａ１＝犞Ａ１×犆

犿Ａ１，犱

由于Ａ０是Ａ液空白，因此Ａ１中Ａ液与样品１反应后的浓度变化Δ犆Ａ（ｍｍｏｌ／ｇ）为：

Δ犆Ａ１＝犆Ａ０－犆Ａ１＝犞Ａ０×犆

犿Ａ０，ｄ

－犞Ａ１×犆

犿Ａ１，ｄ

Ａ１的反应液中加入了犿１，１的样品１和犿Ａ１的Ａ液，则Ａ１瓶中样品１的碱耗量ηＡ１（

ｍｍｏｌ／ｇ）为：

ηＡ１＝Δ犆Ａ１×犿Ａ１／犿１