一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，屬于工業(yè)結(jié)晶數(shù)據(jù)測定領域。將待測溶液加入結(jié)晶釜內(nèi)，開啟控溫裝置、攪拌和循環(huán)裝置，使待測溶液在結(jié)晶釜和膜組件之間循環(huán)；在膜組件另一側(cè)通入恒溫的冷卻循環(huán)溶劑，保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌和循環(huán)泵流速穩(wěn)定；透過膜的蒸汽隨冷卻循環(huán)溶劑回到溶劑儲槽，使用精密電子天平對透過膜的溶劑進行稱重，并換算成蒸餾速率；通過各個時刻蒸餾出的溶劑總質(zhì)量得到各個時刻待測溶液濃度。蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時刻，此時待測溶液濃度即為此操作條件下的自發(fā)成核濃度，自發(fā)成核濃度與待測溶液飽和濃度之差即為待測溶液體系在此操作條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
【專利說明】一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)結(jié)晶數(shù)據(jù)測定領域，特別涉及一種適用于各種結(jié)晶體系結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)測定方法，尤其適用于高濃度、低透光率溶液體系的晶體成核響應和介穩(wěn)區(qū)數(shù)據(jù)測定。

【背景技術】
[0002]結(jié)晶作為一種有效的分離技術，廣泛應用于對純度、功能穩(wěn)定性等有極高要求的藥物、精細化學品、生物大分子等的提純與制備。結(jié)晶中成核和生長過程的控制直接決定了晶體產(chǎn)品的質(zhì)量(晶習、純度、粒度分布等)，繼而決定了其市場價值。結(jié)晶過程控制首先要確定結(jié)晶體系的介穩(wěn)區(qū)寬度，這是結(jié)晶過程的操作窗口。因此，介穩(wěn)區(qū)的精確測定對于結(jié)晶工藝設計，優(yōu)化操作曲線有著重要意義。
[0003]如何在可控制的過飽和度和測定時間下，高精度地響應晶核出現(xiàn)，快速、準確地測定相應條件下的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)數(shù)據(jù)，一直是結(jié)晶過程研宄人員關注的問題。常用于判斷晶體成核和介穩(wěn)區(qū)測定的方法主要有目測法、001:1^61-計數(shù)法和激光法三種。目測法一般只能檢測到粒度為10 V?。?！以上的晶體，而且受到諸多人為因素的影響，實驗時的測量精度和重現(xiàn)性難以保證40111仏I'計數(shù)法可檢測出的晶體粒度約為1?2 V?。?！，但測量儀器本身的噪音較大，測量精度也受到很大的影響。目前在結(jié)晶研宄中使用最多的激光法，對晶體粒度的響應閾值與0)111^^計數(shù)法相當，但測定精度由于會受到溶液透光度，實驗環(huán)境，溶液濃度的影響，其實際測量精度和響應速度僅略優(yōu)于目測法。尤其當待測體系透光度低時，激光法對于晶核生成幾乎無法響應，導致數(shù)據(jù)測定失敗。此外，還有在線紅外光譜儀、在線拉曼及在線聚焦光束反射測量儀等儀器可以測定介穩(wěn)區(qū)，但是這些設備造價昂貴，需具有豐富經(jīng)驗和理論基礎的科研人員操作，有些儀器還要求待測物系在特定光譜區(qū)有吸收峰才可測定，都限制了相關方法的適用范圍。
[0004]中國專利201210132413.6使用利用電導率與溫度關系曲線中的突變點確定結(jié)晶體系的溶解溫度和出晶點，建立了一種在線監(jiān)測有機鹽在極性有機溶劑中的溶解度、介穩(wěn)區(qū)和溶液濃度的在線監(jiān)測方法。此方法具有使用簡單、成本低、測量溫度范圍寬的有點。但是，由于需要依賴電導率的突變點實現(xiàn)對晶體成核的響應，該測定方法適用的結(jié)晶體系有一定限制，需要是有機鹽體系的有機溶液，這也限制了該方法的應用范圍。
[0005]可見，由于目前采用的測定方法普遍存在無法準確地響應晶核形成，無法測定低透光度體系結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)和測定精度不高的問題。如何降低晶體成核粒度的響應閾值，提高測定方法的響應精度，盡可能排除溶液透光度及實驗環(huán)境的干擾，提高測定數(shù)值可靠度、重現(xiàn)性及效率已經(jīng)引起晶體工程研宄者的高度關注。因此，需要開發(fā)一種快速、精確度高，適用范圍廣，尤其適用于低透光體系的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)的測定方法。
[0006]隨著膜材料制備技術的迅速發(fā)展和對膜界面過程認識的深入，現(xiàn)在可制備的有機微孔膜材料其平均孔徑為0.2?1 V III，具有良好的疏水性、耐腐蝕性和機械性能。同時，中空纖維膜等各種形態(tài)的膜材料使得膜組件的體積大為縮小(裝填率可達2000?3000?。1113)，裝置成本低，易于與其他裝置集成。近年來提出的微孔膜蒸餾和結(jié)晶耦合過程一一膜結(jié)晶過程，通過膜蒸餾實現(xiàn)待結(jié)晶溶液的濃縮，過程中通過調(diào)控膜兩側(cè)的溫度差和壓力差，可以實現(xiàn)對結(jié)晶體系蒸餾濃縮速率的精確控制，是一種極有應用價值的結(jié)晶體系濃度調(diào)控價值。綜上，由于有機微孔膜具有材料性能優(yōu)良，微孔膜結(jié)晶過程有可控性高，操作條件溫和等優(yōu)點，因此本發(fā)明創(chuàng)新性的拓展這一過程的應用范圍，用于結(jié)晶成核過程響應和介穩(wěn)區(qū)的測定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出基于微孔膜響應的高濃度、低透光率體系的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)測定方法。微孔膜作為結(jié)晶溶液的濃縮界面，調(diào)控膜兩側(cè)壓力差和溫度差，使溶劑蒸發(fā)以氣體形式透過膜孔道，得到過飽和溶液。隨著溶液不斷濃縮，待測定的溶質(zhì)開始在微孔膜孔道附近富集，并形成微小晶核，進而阻塞膜孔道造成溶劑蒸發(fā)速率驟降，通過簡單的蒸發(fā)質(zhì)量測定技術就可以監(jiān)測這一變化，對微小晶核的形成產(chǎn)生響應，實現(xiàn)結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)和誘導期等數(shù)據(jù)的準確測定。這種以微孔膜材料為結(jié)晶成核響應界面，采用膜結(jié)晶耦合過程裝置。
[0008]一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法所用裝置的連接關系如下:攪拌裝置安裝在結(jié)晶釜上，結(jié)晶釜與待測溶液管道相接，待測溶液管道依次經(jīng)過控溫裝置、循環(huán)泵、流量計、溫度計和壓力表，最后連接到膜組件的待測溶液入口 ；膜組件的待測溶液出口與待測溶液管道相接，經(jīng)過溫度計與結(jié)晶釜相接，實現(xiàn)待測溶液在結(jié)晶釜與膜組件之間的循環(huán)。結(jié)晶釜夾套與恒溫溶劑管道相連，經(jīng)過控溫裝置與結(jié)晶釜夾套相接。溶劑貯槽與冷卻循環(huán)溶劑管道相接，經(jīng)過溫度計和冷卻器，再與膜組件的冷卻循環(huán)溶劑入口相接；膜組件的冷卻循環(huán)溶劑出口與冷卻循環(huán)溶劑管道相接，依次經(jīng)過溫度計、壓力表、流量計、冷卻器和循環(huán)泵，再與溶劑貯槽相接，實現(xiàn)冷卻循環(huán)溶劑在溶劑貯槽與膜組件之間的循環(huán)。溶劑貯槽置于精密電子天平上，精密電子天平與計算機相接，實現(xiàn)溶劑質(zhì)量的實時監(jiān)測。
[0009]一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，具體步驟如下:
[0010](1)將待測溶液置于結(jié)晶釜內(nèi)，開啟控溫裝置、攪拌槳和循環(huán)泵，使待測溶液在結(jié)晶釜與膜組件之間循環(huán)，調(diào)整循環(huán)泵流量，控制待測溶液在結(jié)晶釜與膜組件間的流速不超過0.20/8，控制結(jié)晶釜夾套中恒溫溶劑的溫度使待測溶液在恒溫條件(待測溫度)下保持30111111 以上。
[0011](2)在膜組件另一側(cè)通入恒溫的冷卻循環(huán)溶劑，冷卻循環(huán)溶劑與待測溶液中的恒溫溶劑相同，冷卻循環(huán)溶劑循環(huán)流速不超過0.20/8，同時保持膜組件兩側(cè)的溫度差恒定，且不小于401:；(例如，當原料側(cè)待測溶液溫度為601:時，應保證滲透側(cè)冷卻循環(huán)溶劑的溫度不高于201:)；或在膜組件另一側(cè)連接真空系統(tǒng)，調(diào)整真空度至穩(wěn)定，開啟閥門和冷阱，使膜組件中微孔膜兩側(cè)產(chǎn)生壓力差恒定，且不小于0.08^3,(例如，當原料側(cè)待測溶液壓力為0.1腿^時，應保證滲透側(cè)真空度至少為-0.08^3)。測定過程中保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌和循環(huán)泵流速穩(wěn)定，開始測定。
[0012](3)在測定過程中，待測溶液不斷產(chǎn)生蒸汽，蒸汽透過微孔膜隨冷卻循環(huán)溶劑循環(huán)回到溶劑儲槽，用精密電子天平稱量溶劑儲槽和溶劑儲槽中溶劑的總質(zhì)量，精密電子天平與計算機連接，實時記錄上述稱重數(shù)據(jù)，并將稱重數(shù)據(jù)換算成蒸餾速率；或在測定過程中，待測溶液不斷產(chǎn)生蒸汽，蒸汽透過微孔膜在冷阱內(nèi)冷卻后，用精密電子天平稱量冷卻液的質(zhì)量，精密電子天平與計算機連接，實時記錄稱重數(shù)據(jù)，并將稱重數(shù)據(jù)換算成蒸餾速率。當蒸餾速率下降至不能檢測后停止測定。
[0013](4)計算從測定開始到各時刻蒸餾出的溶劑總質(zhì)量，結(jié)合測定開始時溶液初始濃度，計算出各個時刻的待測溶液濃度。根據(jù)步驟(3)中計算得到的蒸餾速率，繪制蒸餾速率隨時間變化的曲線，在蒸餾速率隨時間變化的曲線上蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時刻，相應成核時刻的待測溶液濃度即為在此測定條件下的自發(fā)結(jié)晶成核濃度，自發(fā)結(jié)晶成核濃度與待測溶液飽和濃度之差即為該待測溶液體系在此測定條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
[0014]所述的步驟(4)中各個時刻待測溶液濃度的計算也可以使用電導儀等設備輔助完成，例如，對于溶液濃度變化對溶液電導率影響較大的溶液體系，可以先用電導儀測定待測溫度下不同濃度(質(zhì)量分數(shù))的待測溶液的電導率，使用經(jīng)驗公式(可采用指數(shù)型、多項式型等經(jīng)驗公式，以擬合結(jié)果最理想的公式為準)對測定的待測溫度下不同濃度(質(zhì)量分數(shù))的待測溶液的濃度和電導率數(shù)據(jù)進行擬合，得到標定的待測溶液電導率隨待測溶液濃度變化的曲線。在整個測定過程中使用電導儀實時檢測結(jié)晶釜內(nèi)待測溶液的電導率，記錄下各個時刻結(jié)晶釜內(nèi)待測溶液的電導率。再根據(jù)步驟(4)中確定的晶體成核時刻確定晶體成核時刻下待測溶液的電導率值。最后根據(jù)標定的待測溶液電導率隨待測溶液濃度變化的曲線計算得到晶體成核時刻下待測溶液的濃度。
[0015]對于膜組件的形式，可以采用平板式，也可以采用中空纖維式。其中使用的微孔膜材料性質(zhì)由結(jié)晶體系的溶劑性質(zhì)確定，溶劑為水時，應采用具有疏水性質(zhì)的微孔膜材料，如？丁?￡(聚四氟乙烯(聚偏氟乙烯)或？？(聚丙烯)等。微孔膜的表面平均孔徑應小于 1.0 卩 1X1。
[0016]測定實驗結(jié)束后，用循環(huán)泵將結(jié)晶體系的良溶劑泵入膜組件，清洗膜表面，清洗溫度應高于測定實驗溫度，清洗時間不少于30-1使用溶劑清洗后，可以再用熱空氣吹掃微孔膜表面10?2001?。?，確保微孔膜表面干燥、潔凈，保證下一次測定的精度。
[0017]本發(fā)明提出的高濃度及低透光率溶液體系的結(jié)晶成核響應測定新方法相對于傳統(tǒng)方法具備如下優(yōu)點:
[0018](1)抗?jié)舛取㈩伾蓴_，適用范圍廣。該方法對晶核形成的響應是通過待測溶液溶劑透過膜的速率的變化實現(xiàn)的，因而不受溶劑濃度、顏色等的干擾，根本上解決了傳統(tǒng)激光法無法測定低透光度、高濃度溶液物系的難題。
[0019](2)更加快速地響應晶核形成，具備更高的測試精度。引入的微孔膜組件，不僅僅是溶劑脫除界面，更是理想的晶體成核相界面，在晶核形成致孔阻塞或部分阻塞時，能通過溶劑透過率的顯著變化實現(xiàn)響應，響應閾值低于微孔膜孔徑〈?1 V 一，從而準確的判斷晶核形成，提高介穩(wěn)區(qū)寬度和誘導期時間的測定精度。
[0020](3)實驗裝置搭建容易，精確度和操作時間可調(diào)性高。通過采用精確的質(zhì)量測定裝置和溶液濃度分析裝置，可以提高數(shù)據(jù)測定準確性。此外，還可以通過改變循環(huán)泵流速、微孔膜面積、微孔膜兩側(cè)的壓力差和溫度差等條件調(diào)整操作時間，提高測定效率。
[0021](4)膜組件的成本低，體積小，尤其是采用中空纖維式的膜組件，其膜裝填率可達2000 ?30001112?3。
[0022]本發(fā)明以平均孔徑不大于1 VIII的有機微孔膜材料為核心組件，采用微孔膜結(jié)晶過程裝置，結(jié)合質(zhì)量流量測定和溶液濃度表征裝置，對高濃度和低透光率溶液體系的成核和基礎數(shù)據(jù)進行測定，為了保證測定精度，還需要保證精密電子天平的精確度至少為±0丨0018。本方法能解決傳統(tǒng)方法不能測定低透光率溶液的成核過程，以及對介穩(wěn)區(qū)、誘導期測定精確度低的問題，抗?jié)舛?、顏色干擾，適用范圍廣；且裝置簡單，操作條件溫和，精確度和操作時間可調(diào)性高。有很好的市場前景和工業(yè)化價值。該方法不受結(jié)晶體系極性、濃度的限制，適用于無機鹽、有機鹽、生物大分子等結(jié)晶體系的成核過程響應與介穩(wěn)區(qū)測定，尤其適用于高濃度、低透光率、寬介穩(wěn)區(qū)溶液體系的結(jié)晶過程測定。同時，該方法也具有測定溶液濃度范圍寬、采用儀器簡單，成本低，體積小，實用性強，響應精確度高等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定裝置(以膜組件滲透側(cè)為冷卻循環(huán)溶劑為例)。
[0024]圖2為中空纖維膜組件結(jié)構示意圖。
[0025]圖3為平板膜組件結(jié)構示意圖。
[0026]圖中:1控溫裝置；2循環(huán)泵；3結(jié)晶釜；4攪拌裝置；5溫度計；6壓力表；
[0027]7流量計；8膜組件；9溶劑儲槽；10精密電子天平；11冷卻器；
[0028]12計算機；13待測溶液入口 ； 14待測溶液出口 ； 15冷卻循環(huán)溶劑入口 ；
[0029]16冷卻循環(huán)溶劑出口 ；17中空纖維膜絲；18平板膜。

【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和技術方案，進一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0031]實施例1
[0032]將36.88 ^01晶體(分析純)溶解于1008水中，形成版^1水溶液，作為待測溶液，在701:下恒溫300111。開啟循環(huán)泵，使似口水溶液在結(jié)晶釜和？1而裝填的中空纖維膜組件中循環(huán)流動。調(diào)整循環(huán)泵流量，控制似水溶液在管內(nèi)流速為0.10.11/80然后，開啟膜組件滲透側(cè)的冷卻循環(huán)水，水溫恒定在301，冷卻循環(huán)水在管內(nèi)流速為0.10.11/80保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌、循環(huán)泵流速穩(wěn)定，開始測定過程；用精密電子天平稱量在溶劑儲槽和溶劑貯槽中溶劑的總質(zhì)量，通過連接精密電子天平的計算機實時記錄稱重數(shù)據(jù)，并換算成單位時間的蒸餾速率。當蒸餾速率下降至不能檢測后停止測定。計算從測定開始到各時刻蒸餾出的溶劑總質(zhì)量，結(jié)合測定開始時水溶液初始濃度，計算出各個時刻的水溶液濃度。根據(jù)前面計算得到的蒸餾速率，繪制蒸餾速率隨時間變化的曲線，在蒸餾速率隨時間變化的曲線上蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時刻，相應成核時刻的他水溶液濃度即為在此測定條件下的自發(fā)結(jié)晶成核濃度，自發(fā)結(jié)晶成核濃度與水溶液飽和濃度之差即為該他水溶液體系在此測定條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
[0033]實施例2
[0034]將243.7800 804.7??！20晶體(分析純)溶解到315.858水中，形成00304水溶液，作為待測溶液，在601:下恒溫30111111。開啟循環(huán)泵，使(:0304水溶液在結(jié)晶釜和裝填的中空纖維膜組件中循環(huán)流動。調(diào)整循環(huán)泵流量，控制待測溶液在管內(nèi)流速為0.20/8。然后，開啟膜組件另一側(cè)連接的真空泵，調(diào)整真空度穩(wěn)定至-0.0蘭？3后，打開真空閥門和冷阱，使微孔膜兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌、循環(huán)泵流速穩(wěn)定，開始測定過程；用精密電子天平稱量在冷阱內(nèi)透過膜的蒸汽的冷凝液，通過連接精密電子天平的計算機實時記錄稱重數(shù)據(jù)，并換算成單位時間的蒸餾速率。當蒸餾速率下降至不能檢測后停止測定。計算從測定開始到各時刻蒸飽出的溶劑總質(zhì)量，結(jié)合測定開始時00304水溶液初始濃度，計算出各個時刻的水溶液濃度。根據(jù)前面計算得到的蒸餾速率，繪制蒸餾速率隨時間變化的曲線，在蒸餾速率隨時間變化的曲線上蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時亥I」，相應成核時刻的水溶液濃度即為在此測定條件下的自發(fā)結(jié)晶成核濃度，自發(fā)結(jié)晶成核濃度與?^0304水溶液飽和濃度之差即為該?:030 4水溶液體系在此測定條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
[0035]重新配置65 X:、70 X:、55 X:等溫度下溶液的飽和溶液，依此方法測定65 X:、70 X:、55 X:等溫度下水溶液的介穩(wěn)區(qū)寬度。
[0036]實施例3
[0037]在711:下，配制不同濃度(質(zhì)量分數(shù))的謂03水溶液，并用電導儀分別測定711下所配制的不同濃度(質(zhì)量分數(shù))的1^03水溶液的電導率，使用經(jīng)驗公式(可采用指數(shù)型、多項式型等經(jīng)驗公式，以擬合結(jié)果最理想的公式為準)對測定的711:下不同濃度(質(zhì)量分數(shù))的謂03水溶液的濃度和電導率數(shù)據(jù)擬合成線，得到標定的謂0 3水溶液電導率隨謂0 3水溶液濃度變化的關系。
[0038]將264.398謂03晶體(分析純)溶解到193.458水中，形成謂0 3水溶液，作為待測溶液，在711:下恒溫30-1開啟循環(huán)泵，使1^03水溶液在結(jié)晶釜和？？裝填的平板膜組件中循環(huán)流動。開啟膜組件另一側(cè)連接的真空泵，調(diào)整真空度穩(wěn)定至-0.0挪？3后，打開真空閥門和冷阱，使微孔膜兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌、循環(huán)泵流速穩(wěn)定，開始測定過程；用精密電子天平稱量在冷阱內(nèi)透過微孔膜的蒸汽的冷凝液，通過連接精密電子天平的計算機實時記錄稱重數(shù)據(jù)，并換算成單位時間的蒸餾速率。當蒸餾速率下降至不能檢測后停止測定。在整個測定過程中使用電導儀實時檢測結(jié)晶釜內(nèi)1^03水溶液的電導率，并記錄下各個時刻結(jié)晶釜內(nèi)1^03水溶液的電導率。根據(jù)前面計算得到的蒸餾速率，繪制蒸餾速率隨時間變化的曲線，在蒸餾速率隨時間變化的曲線上蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時刻。根據(jù)晶體成核時刻確定晶體成核時刻所對應的1^03水溶液的電導率值。最后根據(jù)標定的1^0 3水溶液電導率隨1^03水溶液濃度變化的關系得到晶體成核時刻下1^0 3水溶液的濃度。結(jié)合1^0 3水溶液飽和濃度即可計算得到該1^03水溶液體系在相應結(jié)晶條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
[0039]本發(fā)明公開和提出的制備方法和產(chǎn)品，本領域技術人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當改變原料、工藝參數(shù)環(huán)節(jié)實現(xiàn)。本發(fā)明的方法已經(jīng)通過較好的實施例進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神的范圍內(nèi)對本文所屬的方法和產(chǎn)品進行改動或適當變更與組合來實現(xiàn)本發(fā)明技術。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【權利要求】
1.一種微孔膜響應的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，其特征在于，步驟如下:(1)將待測溶液置于結(jié)晶釜內(nèi)，開啟控溫裝置、攪拌槳和循環(huán)泵，使待測溶液在結(jié)晶釜與膜組件之間循環(huán)，調(diào)整循環(huán)泵流量，控制待測溶液在結(jié)晶釜與膜組件間的流速不超過0.2m/s，控制結(jié)晶釜夾套中恒溫溶劑的溫度使待測溶液在恒溫條件下保持30min以上； (2)在膜組件另一側(cè)通入恒溫的冷卻循環(huán)溶劑，冷卻循環(huán)溶劑與待測溶液中的恒溫溶劑相同，冷卻循環(huán)溶劑循環(huán)流速不超過0.2m/s，保持膜組件兩側(cè)的溫度差恒定，且不小于400C ;或在膜組件另一側(cè)連接真空系統(tǒng)，調(diào)整真空度至穩(wěn)定，開啟閥門和冷阱，使膜組件中微孔膜兩側(cè)產(chǎn)生壓力差恒定，且不小于0.08MPa，測定過程中保持結(jié)晶釜內(nèi)溫度、攪拌和循環(huán)泵流速穩(wěn)定，開始測定； (3)在測定過程中，待測溶液不斷產(chǎn)生蒸汽，蒸汽透過微孔膜隨冷卻循環(huán)溶劑循環(huán)回到溶劑儲槽，用精密電子天平稱量溶劑儲槽和溶劑儲槽中溶劑的總質(zhì)量，精密電子天平與計算機連接，實時記錄上述稱重數(shù)據(jù)，并將稱重數(shù)據(jù)換算成蒸餾速率；或在測定過程中，待測溶液不斷產(chǎn)生蒸汽，蒸汽透過微孔膜在冷阱內(nèi)冷卻后，用精密電子天平稱量冷卻液的質(zhì)量，精密電子天平與計算機連接，實時記錄稱重數(shù)據(jù)，并將稱重數(shù)據(jù)換算成蒸餾速率，當蒸餾速率下降至不能檢測后停止測定； (4)計算從測定開始到各時刻蒸飽出的溶劑總質(zhì)量，結(jié)合測定開始時溶液初始濃度，計算出各個時刻的待測溶液濃度；根據(jù)步驟(3)中計算得到的蒸餾速率，繪制蒸餾速率隨時間變化的曲線，在蒸餾速率隨時間變化的曲線上蒸餾速率下降的拐點時刻即為晶體的成核時刻，相應成核時刻的待測溶液濃度即為在此測定條件下的自發(fā)結(jié)晶成核濃度，自發(fā)結(jié)晶成核濃度與待測溶液飽和濃度之差即為該待測溶液在此測定條件下的介穩(wěn)區(qū)寬度。
2.根據(jù)權利要求1所述的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，其特征在于，所述的步驟(4)中各個時刻待測溶液濃度的計算使用電導儀完成，在整個測定過程中使用電導儀實時檢測結(jié)晶釜內(nèi)待測溶液的電導率，記錄下各個時刻結(jié)晶釜內(nèi)待測溶液的電導率；再根據(jù)步驟(4)中確定的晶體成核時刻確定晶體成核時刻下待測溶液的電導率值；然后根據(jù)標定的待測溶液電導率隨待測溶液濃度變化的關系計算得到晶體成核時刻下待測溶液的濃度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，其特征在于，所述的膜組件采用平板式或中空纖維式。
4.根據(jù)權利要求3所述的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，其特征在于，膜組件中使用的微孔膜材料性質(zhì)由結(jié)晶體系的溶劑性質(zhì)確定，溶劑為水時，采用具有疏水性的微孔膜材料，微孔膜的表面平均孔徑小于1.0 μπι。
5.根據(jù)權利要求4所述的高濃度、低透光率溶液體系介穩(wěn)區(qū)測定方法，其特征在于，所述的疏水性 的微孔膜采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚丙烯。
【文檔編號】G01N27/06GK104502222SQ201410783848
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權日:2014年12月17日
【發(fā)明者】姜曉濱, 賀高紅, 肖武, 盧大鵬, 李祥村, 吳雪梅 申請人:大連理工大學