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氟離子含量的離子選擇電極測(cè)定及干擾消除研究-基于微波消解的方法建立

發(fā)布時(shí)間： 2025-09-22　　點(diǎn)擊次數(shù)： 480次

氟離子含量的離子選擇電極測(cè)定及干擾消除研究-基于微波消解的方法建立

一、引言

氟離子是去氟劑的特征性指標(biāo)，其含量直接影響除氟效率和安全性[1]。離子選擇電極法因操作簡(jiǎn)便、成本低、靈敏度高，被廣泛應(yīng)用于氟離子檢測(cè)[2]。但去氟劑基質(zhì)復(fù)雜（含Al3+、Fe3+等絡(luò)合離子），易導(dǎo)致測(cè)定偏差＞5%。本研究通過(guò)優(yōu)化樣品前處理和測(cè)量條件，建立高精度離子選擇電極法，為去氟劑質(zhì)量控制提供技術(shù)支撐。

二、實(shí)驗(yàn)部分

1. 方法原理

氟離子選擇電極與飽和甘汞電極組成原電池，電池電動(dòng)勢(shì)（E）與氟離子活度（αF?）符合能斯特方程：

在總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑（TISAB）存在下，活度系數(shù)恒定，E與lgcF?呈線性關(guān)系，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算氟離子濃度。

2. 實(shí)驗(yàn)方法優(yōu)化

（1）樣品前處理

稱取2.000g去氟劑樣品于50mL燒杯，加入10mL硝酸（1+1），微波消解（功率600W，時(shí)間15分鐘），冷卻后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，加入20mL TISAB（含檸檬酸鈉、硝酸鉀、乙酸-乙酸鈉），用水定容至刻度，待測(cè)。

（2）測(cè)量條件優(yōu)化

· 電極活化：氟離子選擇電極在10?3mol/L NaF溶液中浸泡30分鐘，洗凈后在純水中電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定至±1mV/30s

· 攪拌速率：200r/min（過(guò)快導(dǎo)致氣泡附著電極，過(guò)慢平衡時(shí)間延長(zhǎng)）

· 平衡時(shí)間：2分鐘（確保電動(dòng)勢(shì)讀數(shù)穩(wěn)定）

3. TISAB組成優(yōu)化

TISAB成分	濃度（mol/L）	作用
檸檬酸鈉	0.05	掩蔽Al3+、Fe3+（形成穩(wěn)定絡(luò)合物）
硝酸鉀	0.1	固定離子強(qiáng)度
乙酸-乙酸鈉緩沖液（pH 5.5）	0.2	控制pH在5.0-5.5

三、結(jié)果與討論

1. 干擾消除效果

（1）常見(jiàn)陽(yáng)離子干擾

干擾離子	濃度（mg/L）	相對(duì)誤差（%）	加入TISAB后誤差（%）
Al3+	1.0	-15.2	1.2
Fe3+	1.0	-12.5	0.8
Ca2+	100	-2.3	0.5

結(jié)論：TISAB可有效掩蔽≤1mg/L的Al3+、Fe3+干擾，相對(duì)誤差降至±2%以內(nèi)。

2. 方法性能指標(biāo)

· 線性范圍：0.01-10.0 mg/L，回歸方程E=54.2-58.6lgc（mV，R2=0.9998）

· 檢出限：0.005 mg/L（3倍信噪比，n=10）

· 精密度：6次平行測(cè)定RSD=1.8%（1.0 mg/L氟離子標(biāo)樣）

· 加標(biāo)回收率：96.5%-103.5%（n=6，加標(biāo)水平0.1-5.0 mg/L）

3. 實(shí)際樣品分析

對(duì)8批去氟劑檢測(cè)結(jié)果：

樣品類型	氟離子含量（%）	除氟效率（%）	相關(guān)性
活性氧化鋁	2.5±0.1	85.3	R2=0.93
骨炭	1.8±0.1	72.5	-
復(fù)合去氟劑	3.2±0.2	92.1	-

典型問(wèn)題：某樣品因未wan全消解，絡(luò)合態(tài)氟未釋放，實(shí)測(cè)值比真值低15%，需延長(zhǎng)微波消解時(shí)間至20分鐘。

四、結(jié)論

本研究建立的離子選擇電極法通過(guò)微波消解和TISAB優(yōu)化，有效消除去氟劑中Al3+、Fe3+干擾，氟離子測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。方法適用于各類去氟劑的質(zhì)量控制，為除氟效率評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：去氟劑；氟離子；離子選擇電極法；干擾消除；TISAB

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 5750.5-2023 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法第5部分：無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)[S].

[2] 李明, 等. 離子選擇電極法測(cè)定水中氟離子的研究進(jìn)展[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào), 2024, 43(2): 289-296.

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