黃麗 ，高倩倩 ，蔡延平 ，董清木 ，劉海波

（1.廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，福建廈門 361005； 2.廈門出入境檢驗(yàn)檢疫局，福建廈門 361005；3.廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司，福建廈門 361101）

膨潤土分散于水溶液中有吸附次甲基藍(lán)的能力，其吸附量被稱為吸藍(lán)量，以100 g樣品吸附的次甲基藍(lán)的物質(zhì)的量表示。吸藍(lán)量值越大，表明其離子交換能力越強(qiáng)，對環(huán)保廢水處理能力越強(qiáng)［1–3］。因此吸藍(lán)量可作為評價深加工膨潤土的主要技術(shù)性能指標(biāo)。吸藍(lán)量的傳統(tǒng)測定方法為滴定法，也有應(yīng)用相混合計算方法［4］及純樣品–指標(biāo)標(biāo)定法［5］來測定吸藍(lán)量的報道，但以上方法均操作復(fù)雜，不適合日常檢測，且滴定法的滴定終點(diǎn)受操作者主觀因素及濾紙性能影響較大。高純度的膨潤土樣品常因滴定體積過大導(dǎo)致較大的測定誤差，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。膨潤土對亞甲基藍(lán)的吸附受多種條件的影響［6–7］，因此如何選擇最佳的實(shí)驗(yàn)條件對測定尤為重要。有人嘗試用分光光度法對常規(guī)膨潤土進(jìn)行測定取得較好效果［8–9］。筆者針對高含量的膨潤土，結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳測定條件，消除了主觀因素影響。方法簡便有效，準(zhǔn)確可靠，可批量檢測，大大提高了檢測效率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

紫外可見分光光度計：UV–5200型，上海元析儀器有限公司；

電子天平：BS210S型，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；

恒溫振蕩器：THZ–8ZA型，常州國華電器有限公司；

理化分析型超純水機(jī)：ALH1–1005–U型，重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司；

亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)儲備液：0.01 mol/L，將亞甲基藍(lán)在(93±3)℃的烘箱中烘4 h，置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫。稱取3.199 0 g于燒杯中，加水使其溶解，移入1 000 mL棕色容量瓶中，加水稀釋至標(biāo)線，搖勻，備用；

亞甲基藍(lán)中間液：0.5 mmol/L，移取5 mL 0.01 mol/L的亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)儲備液于100 mL容量瓶中，定容，搖勻；

亞甲基藍(lán)系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別取0.5，1.0，1.5，2.0 mL 的 0.5 mmol/L 亞甲基藍(lán)中間液，定容于50 mL容量瓶中，搖勻，此亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的濃度分別為 0.005，0.01，0.015，0.02 mmol/L ；

焦磷酸鈉溶液：分別稱取1，2，4 g無水焦磷酸鈉于燒杯中，加水溶解，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容搖勻，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%，2%，4%的溶液；

膨潤土：自制鈉化膨潤土；

實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為分析純；

實(shí)驗(yàn)用水為純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

采用正交試驗(yàn)，以L9(34)正交設(shè)計表，對焦磷酸鈉溶液的加入量、煮沸時間、亞甲基藍(lán)加入量及振蕩時間進(jìn)行4因素3水平考察，從而確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。稱取0.200 0 g的膨潤土樣品于盛有50 mL純水的錐形瓶中，加入4%焦磷酸鈉溶液20 mL作為分散劑，在低溫電爐上煮沸5 min，保溫冷卻至室溫，加入0.01 mol/L的亞甲基藍(lán)溶液30 mL，在30℃恒溫振蕩15 min后，定容于250 mL容量瓶中，搖勻，取上清液進(jìn)行分光光度測定，以差減法確定膨潤土吸附的亞甲基藍(lán)的物質(zhì)的量，即吸藍(lán)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收波長及線性范圍

在400～800 nm范圍內(nèi)，以紫外可見分光光度計掃描亞甲基藍(lán)溶液，亞甲基藍(lán)吸收曲線見圖1。

圖1 亞甲基藍(lán)吸收曲線

由圖1可知，亞甲基藍(lán)在665 nm處有最大吸收。將配制好的亞甲基藍(lán)系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液逐一用紫外可見分光光度計掃描（1 cm比色池，吸收波長為665 nm），測定吸光度A，對吸光度和亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度c進(jìn)行線性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性方程為A=72.840c+0.008 6，相關(guān)系數(shù)r=0.999 6。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計

采用正交試驗(yàn)，以L9(34)正交設(shè)計表對煮沸時間（因素A）、20 mL焦磷酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（因素B）、0.01 mol/L亞甲基藍(lán)溶液的加入體積（因素C）及振蕩時間（因素D）進(jìn)行考察，確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)見表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交試驗(yàn)因素水平考察

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響由大到小排序?yàn)閬喖谆{(lán)溶液體積>煮沸時間>焦磷酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)>振蕩時間，實(shí)驗(yàn)的最佳條件為A1B3C3D1，即煮沸時間為5 min，焦磷酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，0.01 mol/L亞甲基藍(lán)溶液加入體積為30 mL，振蕩時間為15 min。

2.3 方法精密度

根據(jù)正交試驗(yàn)得出的最佳實(shí)驗(yàn)條件，稱取同一膨潤土樣品，重復(fù)測定5次，精密度試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.04%，表明本方法測量精密度良好。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.4 方法準(zhǔn)確度

應(yīng)用本法與滴定法分別對樣品進(jìn)行比對試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。由表4可知，本法與滴定法的測定結(jié)果相符，相對誤差在4%以內(nèi)，滿足分析要求。

表4 比對試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

正交試驗(yàn)設(shè)計是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件的理想手段。利用正交試驗(yàn)設(shè)計取得最佳實(shí)驗(yàn)條件，避免了滴定法測定高含量膨潤土吸藍(lán)量滴定體積過大引起的誤差。該法操作簡便，快速，易于掌握，測量結(jié)果精密度良好，準(zhǔn)確度高，能滿足高純度膨潤土吸藍(lán)量的分析要求。

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