有機相中微量水和痕量水在線檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機相中水檢測領(lǐng)域，具體涉及一種有機相中微量水和痕量水在線檢 測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水是目前有機相中的主要雜質(zhì)。水在有機相中的存在會影響有機相的物理、化學 性質(zhì)，如降低粘度，增加導電性，縮小電化學窗口等。水在有機相中的濃度不僅與溶劑性質(zhì) 有關(guān)，而且依賴于實驗環(huán)境的變化。
[0003] 目前，大部分有機相中水含量的測定是通過卡爾費舍滴定法實現(xiàn)的。然而，利用該 方法檢測酯化反應(yīng)條件下的含水量，結(jié)果是不可靠的，這是由于反應(yīng)過程中所生成的水會 帶來系統(tǒng)誤差。
[0004] 此外，利用紅外光譜也可檢測有機相中的水含量，這種方法靈敏度不高且儀器昂 貴。迄今為止，有機相中的水含量也尚未實現(xiàn)在線測定。非原位檢測容易造成各種誤差，例 如樣品處理過程中水分的吸附，外加試劑的干擾以及系統(tǒng)的密封性等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種有機相中微量水和痕量水在線檢測系統(tǒng) 及方法，可以簡單方便地檢測出有機相中水含量。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明提供了一種有機相中微量水和痕量水在線檢測系統(tǒng)，用于檢測 有機相溶液中的水含量，包括第一實驗裝置和水含量測量裝置；
[0008] 所述第一實驗裝置，用于為微分脈沖陰極溶出伏安法提供實驗體系；所述實驗體 系為二電極體系，其中工作電極為金超微電極；
[0009] 在所述金超微電極被施加正電壓時，有機相溶液中的殘留水將金超微電極的表面 氧化形成金氧化物薄膜；
[0010] 在所述金超微電極被施加負電壓時，所述金氧化物薄膜被還原為金，溶出過程的 峰電流大小與有機相中的水含量呈正相關(guān)的關(guān)系；
[0011] 所述水含量測量裝置，用于根據(jù)金氧化物薄膜被還原為金的溶出過程峰電流大小 與有機相中的水含量的對應(yīng)關(guān)系，測量所述有機相溶液中的水含量大小。
[0012] 進一步地，所述金超微電極為根據(jù)下述制備過程制備得到電極：
[0013] 將玻璃毛細管在水虎魚酸溶液中浸泡后依次在二次水和丙酮中超聲烘干，截成預(yù) 設(shè)長度的玻璃毛細管；
[0014] 將預(yù)設(shè)直徑大小的金絲插入玻璃毛細管的一端，并留出一截在玻璃毛細管外端， 將這一端在酒精噴燈上加熱，使尖端管壁熔融，將金絲固定在玻璃毛細管內(nèi)；
[0015] 將玻璃毛細管放到預(yù)設(shè)的熔封裝置上，固定有金絲的一端豎直插入電熱絲線圈內(nèi) 中間位置，玻璃毛細管另一端接真空栗，抽真空然后開始逐步加熱，使玻璃毛細管熔融將金 絲封裝起來，其中金絲最上面留出一截用于連接銅導線；
[0016] 用注射器從開口端向玻璃毛細管內(nèi)灌注導電銀膠，然后插入一根銅絲并進行烘 烤，最后用黏合劑封住開口端，利用砂紙和/或拋光粉打磨，得到金超微電極。
[0017] 進一步地，所述金超微電極的直徑為15 μ m。
[0018] 進一步地，所述實驗體系的參比電極為Ag/AgTPB。
[0019] 第二方面，本發(fā)明還提供了一種有機相中微量水和痕量水的在線檢測方法，包 括：
[0020] 將預(yù)先制備的金超微電極作為工作電極，采用微分脈沖陰極溶出伏安法對預(yù)先制 備的有機相溶液中的水含量進行測定。
[0021] 進一步地，所述金超微電極的制備過程包括：
[0022] 將玻璃毛細管在水虎魚酸溶液中浸泡后依次在二次水和丙酮中超聲烘干，截成 預(yù)設(shè)長度的玻璃毛細管；
[0023] 將預(yù)設(shè)直徑大小的金絲插入玻璃毛細管的一端，并留出一截在玻璃毛細管外端， 將這一端在酒精噴燈上加熱，使尖端管壁熔融，將金絲固定在玻璃毛細管內(nèi)；
[0024] 將玻璃毛細管放到預(yù)設(shè)的熔封裝置上，固定有金絲的一端豎直插入電熱絲線圈內(nèi) 中間位置，玻璃毛細管另一端接真空栗，抽真空然后開始逐步加熱，使玻璃毛細管熔融將金 絲封裝起來，其中金絲最上面留出一截用于連接銅導線；
[0025] 用注射器從開口端向玻璃毛細管內(nèi)灌注導電銀膠，然后插入一根銅絲并進行烘 烤，最后用黏合劑封住開口端，利用砂紙和/或拋光粉打磨，得到金超微電極。
[0026] 進一步地，將預(yù)先制備的金超微電極作為工作電極，采用微分脈沖陰極溶出伏安 法對預(yù)先制備的有機相溶液中的水含量進行測定包括：
[0027] 施加正電壓，有機相溶液中的殘留水將金超微電極的表面氧化形成金氧化物薄 膜；
[0028] 施加負電壓，所述金氧化物薄膜被還原為金，溶出過程的峰電流大小與有機相中 的水含量呈正相關(guān)的關(guān)系，且隨著水含量的增加溶出峰會發(fā)生偏移；
[0029] 根據(jù)溶出過程峰電流大小與有機相中的水含量的對應(yīng)關(guān)系，得到所述有機相溶液 中的水含量大小。
[0030] 進一步地，所述微分脈沖陰極溶出伏安法的實驗體系為二電極體系，其中工作電 極為金超微電極，參比電極為Ag/AgTPB。
[0031] 進一步地，在每次測定后對所述金超微電極進行打磨。
[0032] 進一步地，所述有機相溶液的制備過程包括：
[0033] 以N，N-二甲基甲酰胺DMF或1，2-二氯乙烷DCE為模型有機相，在有機相溶劑中加 入濃度為10 μ M四苯砷四苯硼TPAsTPB作為支持電解質(zhì)，經(jīng)過4/\分子篩干燥后，利用1 μ L 和5 μ L進樣器將三次水加入到有機相溶劑中，搖勻，以制備DMF有機相溶液或DCE有機相 溶液。
[0034] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明利用微分脈沖陰極溶出伏安法（CDPSV)對水含量進 行定量分析。當施加正電壓后，有機溶液中的殘留水將金超微電極的表面氧化形成金氧化 物薄膜；隨后施加負電壓，金氧化物將會被還原為金。溶出過程的峰電流大小與有機相中的 水含量多少是呈正相關(guān)的關(guān)系，且隨著水含量的增加溶出峰會發(fā)生偏移，根據(jù)溶出過程峰 電流大小與有機相中的水含量的對應(yīng)關(guān)系，可以測得所述有機相溶液中的水含量大小。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的在線檢測方法具有簡便、靈敏度高、檢測限低、應(yīng)用范圍廣等 優(yōu)點。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的有機相中微量水和痕量水在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0037] 圖2是用電熱線圈熔融玻璃毛細管來封裝制備金超微電極的裝置示意圖；
[0038] 圖3是金超微電極打磨前（上）和打磨后（下）的電極外形示意圖；
[0039] 圖4是步驟101的具體實現(xiàn)過程流程圖；
[0040] 圖5A和圖5B是在金超微電極上測定DMF有機相溶液中水含量的微分脈沖陰極 溶出伏安圖和利用標準加入水法測量干燥后的DCE有機相溶液水含量，其中脈沖幅度： 0. 025V ;脈沖頻率：15Hz ;沉積時間：120s ;
[0041] 圖6A和圖6B是在金超微電極上測定DCE有機相溶液中水含量的微分脈沖陰 極溶出伏安圖和利用標準加入水法測量干燥后的DCE有機相溶液水含量，其中脈沖幅度： 0. 025V ;脈沖頻率：15Hz ;沉積時間：120s。
【具體實施方式】
[0042] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0043] 實施例一
[0044] 本發(fā)明實施例一提供了一種有機相中微量