[发明专利]用电活性膜阻抗传感器测量有机溶剂中微量水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学分析测试技术领域，具体的是一种用电活性膜阻抗传感器测量有机溶剂中微量水的方法。

背景技术

水是有机溶剂中最常见的杂质之一，有机溶剂中水分的多少是有机溶剂质量的重要指标。在有机合成中有时作为溶剂的水在有机溶剂中的存在将会使对水敏感的反应物或生成物发生副反应，从而降低主反应的收率，增加后处理的难度。同样，在分析测试中有时使用的有机溶剂中水的存在会严重影响测定的灵敏度和准确度。因此，准确测定和控制各种有机溶剂中的微量水，特别是在有机溶剂的生产过程中准确测定和控制微量水的含量就显得非常重要。各种常用的有机溶剂的国家标准都对其含水量有严格的规定，例如，工业用三氯甲烷的国家标准（GB/T 4118-2008）要求其优等品水的质量分数为￡0.01%、一等品水的质量分数为￡0.02%、合格品水的质量分数为￡0.03%。

测定有机溶剂中微量水常用的方法是卡尔·费休（Karl Fischer）法，其应用范围较广，灵敏度也较高，我国的国家标准大多采用该方法。但是，卡尔·费休法测定有机溶剂中微量水所需的试剂配制繁琐、配制条件苛刻且吡啶有恶臭，会损害操作人员的健康，测定过程复杂耗时而且不能连续现场测定。为了避免上述问题，现在已有采用光学方法、电化学方法和色谱方法来测定有机溶剂中水的含量。中国专利 CN100575931C 公开了“一种采用1-烯丙氧基-4-羟基蒽醌-9,10-二酮作荧光载体的荧光传感器测定有机溶剂中水含量的方法”，该方法是利用荧光载体分子容易与水形成氢键性复合物，从而使荧光强度增强来测定水的含量，但是，它不适合能形成氢键的有机溶剂中微量水的测定。有文献报道了“一种采用电沉积的方法在金电极的表面获得载有电活性亚铁氰根的聚烯丙基氯化铵薄膜”，利用镀有该薄膜的金电极氧化还原峰电流的大小与有机溶剂中微量水的含量有关来测定有机溶剂中的微量水。这种方法的灵敏度虽然很高，但测定时需要在溶剂样品中加入支持电解质，因此，无法用于现场快速无损伤原位分析以及有机溶剂生产或使用过程中微量水含量的实时监控。此外，对于一些极性很小的有机溶剂，由于支持电解质很难溶解在溶剂中，因此，无法用该方法测定其中的微量水。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用电活性膜阻抗传感器测量有机溶剂中微量水的方法，在分析过程中无需添加任何化学试剂，具有简单快速、经济实用、而且测量的检测限非常低的特点。

本发明的技术构思为：将含有一定量的K₃Fe(CN)₆ 或K₄Fe(CN)₆的水溶液或它们混合的水溶液加入到阳离子聚合物的水溶液中，形成载有电活性物质的阳离子聚合物水溶液，然后在镀有金属或金属氧化物薄膜的玻璃片上形成阻抗敏感膜，从而形成电活性膜阻抗传感器。当将这种电活性膜阻抗传感器放入有机溶剂中时，由于载有电活性物质的阳离子聚合物薄膜的阻抗能随着有机溶剂中微量水含量的变化而变化，所以通过测量这种电活性薄膜的阻抗可以非常方便快速地获得有机溶剂中微量水的含量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种用电活性膜阻抗传感器测量有机溶剂中微量水的方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）采用一块镀有金属或金属氧化物导电薄膜层的玻璃片，用两块密封胶带密封玻璃片左右两边的表面，中间留一条50 μm宽的通道，然后将该导电薄膜玻璃片放入刻蚀溶液 (6 M HCI + 0.2 M FeCl₃ + H₂O) 中，2～3个小时后将其取出并用去离子水清洗，在导电薄膜玻璃片的中间形成一条绝缘带；玻璃片上的密封胶带通过浸泡在丙酮溶剂中来剥离；

（2） 将1～10 ml的K₃Fe(CN)₆ 或K₄Fe(CN)₆的水溶液或它们混合的水溶液加到阳离子聚合物的水溶液中，搅拌5～10分钟；

（3） 取10～20 ml步骤（2）准备的载有K₃Fe(CN)₆或K₄Fe(CN)₆水溶液或它们混合的水溶液的阳离子聚合物水溶液并滴加于步骤（1）准备的、中间蚀刻有绝缘带的导电薄膜玻璃片一端的表面，在室温下干燥1～5小时，再放入烘箱在120℃下干燥1～3小时，形成阳离子聚合物膜；