[发明专利]一种原位实时液相吸附测定方法

摘要

本发明提供了一种原位实时液相吸附测定方法，该方法中涉及装置是由光源、检测器、光纤、吸附容器、光纤传感探头、恒温槽、恒温搅拌装置和计算机组成，通过本发明所述方法实现了对固体吸附剂吸附/解吸(吸附量Q、解析量D、吸附速率常数K)和吸附/解吸热力学参数(吸附焓变△H、熵变△S、吉布斯自由能△G、解离常数Kd)的测定，可以获得固体吸附剂刚进入初始溶液的数据（这是传统吸附过程中手工采样无法得到的），准确度高、重复性好、并且可以检测到更多的数据，减少了操作误差、省时省力。其解决了对液相吸附的原位在线实时自动监测，特别解决了固体吸附剂和吸附参数的测定。

主权项

一种原位实时液相吸附测定方法，其特征在于该方法中涉及装置是由光源、检测器、光纤、吸附容器、光纤传感探头、恒温槽、恒温搅拌装置和计算机组成，在恒温搅拌装置（9）上设有恒温槽（4），在恒温槽中设有吸附容器（5），吸附容器（5）是由被吸附溶液、光纤传感探头（7）、固体吸附剂、隔离膜、以吸附袋形式（6）、搅拌器组成的吸附试样池，吸附容器（5）顶端插入光纤传感探头（7），吸附容器（5）中设有搅拌器（8），吸附容器（5）中的被吸附溶液中放有吸附袋（6）、固体吸附剂或隔离膜，吸附容器（5）的顶端口用盖子密封，光纤传感探头（7）与吸附剂之间以吸附袋（6）隔离，或将光纤传感探头（7）的进样口处采用隔离膜包裹，或将隔离膜以水平形式平放在光纤传感探头（7）和吸附剂之间，将光纤传感探头（7）和吸附剂上下隔离；光源（1）的输出端与光纤传感器探头（7）输入端连接，光纤传感器探头（7）输出端与检测器（2）的输入端连接；其中所述检测器（2）采用光电倍增管或电荷耦合CCD检测器或二极管阵列检测器；所述光源（1）采用氘灯、钨灯、卤素灯、氙灯、LED灯或激光器；所述光纤传感探头（7）光程为0.2‑20mm；光纤的长度为5‑300cm，直径为10.0‑3000µm，光纤采用Y型的单模光纤或多模光纤；所述隔离膜采用尼龙膜、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、玻璃纤维、不锈钢，其膜厚度为20‑500µm，膜孔径为0.01‑5000µm；吸附袋（6）由隔离膜制成；恒温搅拌装置（9）采用磁力或机械力通过搅拌或混匀或震荡等方式实现吸附剂和吸附溶液的充分混匀，转速为10‑1100转每分钟，恒温搅拌装置（9）采用水浴加热或金属浴加热，或循环恒温装置，其恒温范围为‑100℃‑20℃和20℃‑100℃，采用原位吸附实验、原位解吸实验或原位吸附热力学实验进行测定，具体操作按下列步骤进行：原位吸附实验：a、将恒温槽（4）放置在恒温搅拌装置（9）上，恒温槽（4）内的吸附容器（5）是由被吸附溶液、光纤传感探头（7）、固体吸附剂、隔离膜、吸附袋（6）、搅拌器组成的吸附试样池，选择测定波长为317‑435 nm，参比波长为420‑550 nm，光程为6mm光纤传感探头（7），配制60 mg/L，被吸附溶液芦丁水溶液，称取100‑120mg的大孔树脂为HPD300、AB‑8、D101、NKA9或HPD500作为吸附剂，将大孔树脂装入吸附袋（6）中，将吸附袋（6）放入被吸附溶液芦丁水溶液中，或将大孔树脂吸附剂直接放入被吸附溶液芦丁水溶液中，将光纤传感探头（7）的进样口处采用隔离膜包裹，或将隔离膜以水平形式平放在光纤传感探头（7）和吸附剂之间，将光纤传感探头（7）直接插入装有200mL配置的溶液的吸附容器（5）的上端，设置恒温搅拌装置（9）的速度为每分钟310转，设置恒温槽（4）温度为20℃，设置时序图参数，进行动态吸附实验，最终吸附达到平衡时停止实验；b、使用计算机（10）采集检测器（2）所检测到的数据，通过对待检测对象190‑900nm区间的光谱特性的原位、在线、实时分析，通过数学模型，建立待测物浓度与光谱的对应关系，对分析对象实时数据采集和处理、光谱显示、吸附/解吸曲线原位实时动态显示、数据存储、数据管理、参数提取，完成吸附/解吸监测的全过程；原位解吸实验：a、将恒温槽（4）放置在恒温搅拌装置（9）上，恒温槽（4）内的吸附容器（5）是由被吸附溶液、光纤传感探头（7）、固体吸附剂、隔离膜、吸附袋（6）、搅拌器组成的吸附试样池，选择测定波长为353 nm，参比波长为453 nm，光程为6mm光纤传感探头7，将吸附了的芦丁溶液后的装有大孔树脂的吸附袋（6）中加入体积比为70%:30%的乙醇‑水溶液中，将光纤传感器探头（7）直接插入装有100mL 配置的乙醇水溶液的吸附容器（5）烧瓶的上端，恒温搅拌装置（9）的搅拌速度设置为每分钟310转，恒温槽（4）温度设置为30℃，设置时序图参数，原位检测吸光度，进行原位解吸实验；b、使用计算机（10）采集检测器（2）所检测到的数据，测定353nm处芦丁吸光度值，通过步骤a中建立的浓度对吸光度标准曲线，计算机自动响应的浓度，再解吸量计算表达式，计算芦丁从大孔树脂的解吸量，并绘制解吸量随时间变化；原位吸附热力学实验：a、将恒温槽（4）放置在恒温搅拌装置（9）上，恒温槽（4）内的吸附容器（5）是由被吸附溶液、光纤传感探头（7）、固体吸附剂、隔离膜、吸附袋（6）、搅拌器组成的吸附试样池，选择测定波长为353nm，参比波长为500nm，光程为6mm光纤传感探头（7），配制12 mg/L，被吸附溶液芦丁水溶液，称取110 mg的大孔树脂为AB‑8作为吸附剂，将吸附剂放入被吸附溶液中，将隔离膜以水平形式平放在光纤传感探头（7）和吸附剂之间上下隔离；将光纤传感探头（7）直接插入装有200mL配置的被吸附溶液芦丁水溶液的吸附容器（5）的上端，设置恒温搅拌装置（9）的速度为每分钟310转，设置恒温槽（4）温度为30℃、40℃或50℃，设置时序、图参数，每0.25毫秒一次原位检测吸光度；b、使用计算机（10）采集检测器（2）所检测到的数据，测定353nm处芦丁吸光度值，通过步骤a中建立的浓度对吸光度标准曲线，计算机自动计算响应的浓度，再用吸附量计算表达式，计算大孔树脂对芦丁的吸附量，并绘制不同温度下吸附量随时间变化。