[发明专利]固态粉状物质在溶液中溶解时间的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及分析检测技术领域，特别是涉及一种固态粉状物质在溶液中溶解时间的检测方法。

背景技术

在液相中发生的化学反应快速、高效，选择性好，因此化学工业生产中往往选择液相反应来作为合成目标化合物的方法，该方法广泛应用在重化工、日用化工、制药、原材料化工等几乎所有的化工生产领域。进行液相化学合成反应的前提是所有的反应物都为液质均相，如果反应物初始状态是固态，那么就要分别溶解在合适的溶剂当中，再按照一定比例混合在一起后在给定条件下进行化学反应。这样的反应过程在化学工业生产中不胜枚举，如电镀生产中在酸铜溶液中溶解氧化铜；塑料生产中在有机溶剂中溶解聚丙烯酰胺；建筑材料生产中在水溶液中溶解硅酸钠；涂料工业中将树脂溶解到有机溶剂中；材料工业中生产锂离子电池正极材料，将过渡金属氧化物硫酸盐前驱体溶解到水溶液中等。

若固态的初始反应物在溶液中未完全溶解就直接进入下一步的反应阶段，往往会造成生成物中杂质含量高。杂质来源可能是没有反应完全的反应物，被生成物包夹，也有可能是因为反应物溶解不完全，造成溶液中各反应物之间比例失衡而生成其他副产物。所以工业上一定要确保反应物完全溶解后才能够进行后续步骤。

确定成分和重量的固态物质在给定条件下在确定成分和体积(重量)的溶液中完全溶解所需要的时间，在工业上是一个非常重要的参数，在此我们简称为溶解时间。有时候为了方便比较和评估，用固态物质的重量除以溶解完成的时间，作为该条件下固态物质溶解的平均速率，简称溶解速率(速度)。因而，本文中所称溶解速度，较通常化学定义中的溶解速度范畴更窄。

固态物质在溶液中的溶解过程可以是化学过程，也可以是物理过程。本案中所述溶解是固态物质通过物理、化学反应，最后以离子、分子状态与溶液中其他组分形成均匀、单一相的过程。如上述氧化铜在酸铜溶液中的溶解过程是一个化学过程，氧化铜与酸反应，消耗氢离子并生成铜离子；而氯化钠在水中的溶解就是一个物理过程，离子化合物在水溶液中解离，生成电解质溶液。本文中所讨论的溶解，固态物质与溶液的比例一定小于该固态物质在该条件下在该溶液中的溶解度，因此以无固态物质残留为判断溶解结束的标准。本案中所述完全溶解，指的是固态粉末加入到液体中，经过一定的变化后，形成唯一的均匀液相溶液的状态。

目前我国化学工业水平正日新月异地发展着，新产品、新生产方法和新工艺层出不穷，连续化、自动化、高效生产是化工行业发展的目标与方向之一。缩短溶解时间就能够减少设备投入，提高生产线产能，所以越来越受到企业的重视。但目前，并没有一种可靠的、准确地测量溶解时间的方法。另外，对于化学组成相同的物质，其晶体结构或形貌等物理状态不同，也会对溶解速率造成极大影响，生产企业在选择原料的时候，亟需一种可靠的方法来评价不同来源的物料的溶解时间。所以，有必要在科学方法的指导下，开发一种合适的测试方法。

发明内容

基于此，本发明提供了一种固态粉状物质在溶液中溶解时间的检测方法。

具体的技术方案如下：

一种固态粉状物质在溶液中溶解时间的检测方法，包括如下步骤：

(1)将所述溶液置于测试容器中，并使所述溶液处于设定的工艺条件；

(2)将激光强度为Y_e的激光垂直通过测试容器，记录透过的激光强度Y_r；

(3)按设定的比例将所述固态粉末状物质加入到所述溶液中；

(4)使用步骤(2)所述的激光垂直通过测试容器，记录透过的激光强度Y_n；

(5)每隔相同的时间间隔Δt，重复一次步骤(4)，直至遮光率接近0％，且随时间不再发生改变，所述遮光率＝(Y_r-Y_n)/Y_r×100％；

(6)以遮光率为纵坐标，以时间为横坐标作图，遮光率为0时对应的时间即为该固态粉状物质在该溶液中的溶解时间。

在其中一个实施例中，所述固态粉状物质的粒径为5nm-3mm。

在其中一个实施例中，步骤(2)中所述激光的波长为200-800nm。

测试所用的激光波长为200-800nm之间任意波长的激光光束，且该激光波长可以根据测量体系的不同进行调整。测试所选的激光波长必须避开所测量体系因为化学特性在红外、可见光、紫外光范围上发生特性吸收的波长，也要避开能够激发测量体系因为化学特性产生荧光、磷光发射的激光波长。

在其中一个实施例中，所述溶液在所述设定的工艺条件下为均匀液相。