NB/SH/T 6060-2022 重整催化劑中氯含量的測定 電位滴定法

范圍
本文件規(guī)定了采用電位滴定法測定重整催化劑中氯含量的試驗方法。
本文件適用于重整催化劑中氯含量的測定，如重整催化劑的新鮮劑、再生劑和待生劑。氯含量測定范圍在質(zhì)量分數(shù)0.60%～1.80%之間。

術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
灼燒基  residu on ignition
催化劑試樣經(jīng)高溫灼燒后的剩余量。

方法概要
將研磨后的催化劑樣品用熱的堿溶液進行抽提，使催化劑中的氯化物轉(zhuǎn)移至抽提液中。采用電位滴定法測定抽提液中的氯離子含量。電位滴定法原理是將硝酸銀標準溶液滴入含有氯離子的抽提液中，則會發(fā)生如下反應:

此反應導致指示電極電位發(fā)生變化，直至出現(xiàn)電位突躍點。根據(jù)突躍點標識的體積，得出抽提液所消耗的硝酸銀標準溶液體積，從而得到抽提液中氯離子的濃度，通過進一步計算得到催化劑中氯的含量。

方法應用
重整催化劑是由金屬組元與酸性組元組成的雙功能催化劑，為了發(fā)揮催化劑的活性，保持良好的選擇性和穩(wěn)定性，需要金屬組元與酸性組元相互匹配。水氯平衡是發(fā)揮雙功能催化劑的關(guān)鍵手段，所以，準確、快速地測定催化劑中氯的含量對重整裝置具有重要的意義。

干擾
本文件在測定硫、氟質(zhì)量分數(shù)不大于2%的催化劑樣品時沒有明顯干擾。
本文件在測定含溴、碘元素的催化劑樣品時干擾嚴重。

儀器設(shè)備
電位滴定儀: 可使用自動滴定設(shè)備，也可以使用手動滴定設(shè)備，應包括以下部分:
一一電位計: 可完成滴定過程并能判斷突躍點的儀器均可使用。電位分辨率可達到0.1mV，檢測信號精度偏差不大于0.5mV。
一一參比電極: 銀/氯化銀電極，也可以使用能滿足滴定要求的其他參比電極。
一一測量電極: 適合氯離子測定的復合電極或分體電極。
一一滴定管: 10mL或20mL，加液體積控制精度為0.03mL或更小。
一一攪拌器: 磁力攪拌器或螺旋槳式攪拌器。攪拌速度可調(diào)節(jié)，并確保攪拌速度穩(wěn)定。在確保滴定杯中溶液不濺出和不產(chǎn)生氣泡的前提下，攪拌速度盡可能快，同時還要注意攪拌器不能碰到任何電極。
分析天平: 感量為0.1mg。
加熱裝置: 加熱溫度可調(diào)，能確保燒杯中的抽提液加熱至微沸狀態(tài)。可使用電加熱板，也可以使用電爐等加熱裝置。
恒溫干烘烘箱: 用于干燥樣品，電加熱，能控制溫度在120°C±10°C。
馬弗爐: 溫度可控制在850°C±50°C。
燒杯: 100mL。
量筒: 50mL。
移液管: 5mL。
容量瓶: 1000mL。
表面皿: 玻璃材質(zhì)。
坩堝: 陶瓷材質(zhì)，帶蓋子。
瑪瑙研缽。
稱量瓶。
藥勺。
干燥器。
聚乙烯瓶。
廣泛pH試紙: 1～14。

試驗步驟
樣品的預處理
用藥勺小心地移取催化劑樣品至瑪瑙研缽內(nèi)，并將其研磨至粒徑小于150μm。
注: 用藥勺移取催化劑樣品，不要倒入，以防止樣品代表性差。
用藥勺將研磨后的催化劑轉(zhuǎn)移至稱量瓶中，將裝有樣品的稱量瓶放入溫度為120°C±10°C的恒溫干燥烘箱內(nèi)烘干1h，然后放入干燥器冷卻至室溫備用。所用容器和工具要潔凈、干燥，不應引入任何雜質(zhì)。
稱取研磨、干燥后的樣品0.15g(精確至0.1mg)于100mL燒杯中。用量筒量取30mL質(zhì)量濃度為30g/L的氫氧化鈉溶液，倒入燒杯中。
將燒杯放置于加熱裝置上，蓋上表面皿，以防止溶液噴濺。加熱裝置溫度穩(wěn)定后加熱10min。推薦加熱裝置溫度調(diào)節(jié)為250°C。加熱時注意觀察燒杯中溶液晃動情況，加熱溫度以使溶液液面微微晃動，偶爾有催化劑樣品在溶液內(nèi)跳動為宜。加熱溫度不能過高，防止溶液噴濺，同時注意溶液不應燒平。加熱過程應在通風櫥內(nèi)進行。
將加熱后的燒杯冷卻至室溫，并用水沖洗表面皿和燒杯壁，沖洗液全部收集至燒杯中。加入體積比為1:1的硝酸溶液，調(diào)節(jié)pH值小于5，用pH試紙測試pH值。最后再加入水，使溶液液面高于電極50mm。
空白溶液的制備。不加入試樣，按以上步驟進行操作。如果加熱時出現(xiàn)爆沸現(xiàn)象，可加入幾粒沸石。
灼燒基的測定
將干燥、潔凈的坩堝放入850°C±50°C馬弗爐內(nèi)恒溫灼燒1h，取出，放入裝有干燥劑的干燥器內(nèi)，使其冷卻至室溫。取出坩堝并稱量其質(zhì)量， 然后再將坩堝放回850°C±50°C馬弗爐肉，反復重復此過程直到連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差不大于0.3mg。記錄最后一次質(zhì)量測量結(jié)果，記為m₀。
稱取研磨后的試樣約1g(精確至0.1mg)至灼燒后的坩堝中，試樣的質(zhì)量記為m₁。將裝有試樣的坩堝放置于馬弗爐內(nèi)，在溫度為850°C±50°C的條件下灼燒1h。從馬弗爐內(nèi)取出裝有試樣的坩堝后放入干燥器內(nèi)冷卻，冷卻至室溫后取出并秤量坩堝及灼燒后試樣的總質(zhì)量。然后，再放入干燥器內(nèi)5min，取出稱量，反復地重復此過程，直至連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量差小于0.3mg。記錄最后一次質(zhì)量測量結(jié)果，記為m₂。
試樣的測定
將處理后的試樣溶液，按照步驟進行測定，得到試樣溶液消耗硝酸銀標準溶液的體積。
注: 滴定前需用大量水沖洗攪拌器、滴定管滴頭和電極。
空白溶液的測定
按照步驟對空白溶液進行測定，得到空白溶液消耗硝酸銀標準溶液的體積。

結(jié)果計算
試樣中氯質(zhì)量分數(shù)ω按式(3)計算。

式中:
ω 一一試樣中氯的質(zhì)量分數(shù)，以百分數(shù)表示(%)
c₁ 一一硝酸銀標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V 一一測定試樣溶液所消耗的硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀ 一一空白溶液所消耗的硝酸銀標準溶液體積，單位為毫升(mL)；
35.45 一一氯元素的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；
m 一一稱取的試樣質(zhì)量，單位為克(g)；
10 一一轉(zhuǎn)換系數(shù)。
以灼燒基計，試樣中氯質(zhì)量分數(shù)按式(4)計算。

式中:
ω₂ 一一以灼燒基計試樣中氯的質(zhì)量分數(shù)，以百分數(shù)表示(%)；
ω 一一試樣中氯的質(zhì)量分數(shù)，以百分數(shù)表示(%)；
ω₁ 一一灼燒基的質(zhì)量分數(shù)，以百分數(shù)表示(%)。
灼燒基的質(zhì)量分數(shù)ω₁，按式(5)計算。

式中:
ω₁ 一一灼燒基的質(zhì)量分數(shù)，以百分數(shù)表示(%)；
m₂ 一一灼燒后的試樣和坩堝的總質(zhì)量，單位為克(g)；
m₀ 一一坩堝經(jīng)反復灼燒后的質(zhì)量，單位為克(g)；
m₁ 一一灼燒前試樣的質(zhì)量，單位為克(g)。
結(jié)果表示
取重復測定兩次結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定結(jié)果，以百分數(shù)表示(%)，結(jié)果保留至0.01%。


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