有效硼的蒸餾裝置圖

⑴ 養分的測定

泥炭中的養分主要包括:氮、磷、鉀營養三要素。

73.16.7.1 全氮的測定

方法提要

泥炭中氮的存在形態可分為兩類:無機態和有機態。全氮的含量一般在1%～3.5%，其中能夠被植物吸收利用的無機態氮僅佔全氮的5%左右，佔全氮95%的氮是有機態氮。有機態氮只有在微生物的活動下被逐漸礦化後才能被植物吸收。

泥炭中全氮的測定方法很多，通常採用重鉻酸鉀-硫酸消化法。用重鉻酸鉀-硫酸消化泥炭試樣，使泥炭中的有機氮中的蛋白質經過硫酸水解成為氨基酸，而氨基酸在氧化劑重鉻酸鉀的作用下轉化為氨，進而與硫酸作用生成硫酸銨，有機質則被氧化為二氧化碳，試樣中的無機態氮(NH₄⁺)轉化為硫酸銨。用濃鹼蒸餾，使硫酸銨轉化為氫氧化銨而被蒸出，用硼酸吸收，以鹽酸標准溶液滴定。主要反應如下:

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試劑

硫酸。

氫氧化鈉溶液(400g/L)。

飽和重鉻酸鉀溶液200gK₂Cr₂O₇溶於1000mL水中，貯於錐形瓶中，用時加熱溶解。

硼酸溶液20gH₃BO₃用水溶解，用水稀釋至1000mL。加定氮混合指示劑少許，用稀鹽酸或稀氫氧化鈉溶液調節至淡紅色(pH=4.5)。

定氮混合指示劑0.5g甲基紅和0.5g溴甲酚綠放入瑪瑙研缽中，用100mL乙醇研磨溶解，用稀鹽酸或稀氫氧化鈉溶液調節至pH=4.5。

鹽酸標准溶液c(HCl)=0.02mol/L取1.67mLHCl，用水稀釋至1000mL。用氫氧化鈉標准溶液標定濃度(mol/L)。

氫氧化鈉標准溶液c(NaOH)=0.1mol/L4gNaOH溶於水中，用水稀釋至1000mL。

標定稱取0.2000g在105℃烘乾的苯二甲酸氫鉀置於錐形瓶中，加50mL水溶解，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標准溶液滴定至由無色變為微紅色保持半分鍾不消失為終點。計算氫氧化鈉標准溶液的濃度。

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式中:c為氫氧化鈉標准溶液的濃度，mol/L;m為稱取苯二甲酸氫鉀的質量，g;204.22為苯二甲酸氫鉀的摩爾質量的數值;V為滴定消耗氫氧化鈉標准溶液的體積，mL。

分析步驟

稱取0.5～1g(精確至0.0001g)小於0.25mm的風干泥炭試樣置於150mL凱氏瓶中，加1～2gK₂Cr₂O₇，加5mLH₂SO₄，於高溫電爐上消解至冒濃煙並無黑色碳粒。取下冷卻後，加5mL飽和重鉻酸鉀飽和溶液，於電爐上微沸5min。取下，加水70mL。再加400g/LNaOH溶液25mL，立即連接於已經通冷卻水的氮蒸餾裝置上，通入水蒸氣，開始蒸餾，以25mLH₃BO₃溶液吸收，直至吸收液的體積達80～100mL時為止。硼酸吸收液用鹽酸標准溶液滴定，測得全氮量，同時做空白試驗。氮蒸餾裝置如圖73.58所示。

圖73.58 氮蒸餾裝置

按下式計算全氮的含量w(N):

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式中:V為滴定消耗鹽酸標准溶液的體積，mL;V₀為空白消耗鹽酸標准溶液的體積，mL;c為鹽酸標准溶液的濃度，mol/L;m為試樣的質量，g。

注意事項

1)在使用氮蒸餾裝置時，應先空蒸餾20min，使裝置中可能存在的氮清除干凈。

2)試樣經硫酸消解後，應當充分冷卻後，才能加入重鉻酸鉀;否則反應激烈，溶液濺失。重鉻酸鉀加入後，如果溶液立即出現綠色或消化1～2min後即變為綠色，說明加入的重鉻酸鉀的量不足，可補加1g重鉻酸鉀。

3)加鹼前的消化液，應當用水稀釋70～80倍;否則，酸度過大，加鹼時容易引起激烈的反應，並在瞬間引起氮的損失。

4)蒸餾時產生倒吸的原因大致有幾種情況:酸稀釋的倍數不夠，酸鹼作用時產生高熱後未能及時通氣並又迅速冷卻;中途瓶內溫度降低;先停止加熱後取下錐形瓶也會產生倒吸;蒸餾時突然停電。解決的辦法是:先將蒸氣瓶的塞子打開，將冷卻管下端脫離吸收液。

73.16.7.2 全磷的測定

泥炭中的磷，可分為有機磷和無機磷大類。其中無機磷主要以磷酸鹽的形式存在，泥炭作為肥料使用時，主要利用的是泥炭中的無機磷，無機磷也叫有效磷;有機磷則以卵磷脂、核酸、磷脂為主。此外，還有少量的吸附態和交換態磷。泥炭中磷的含量不高，大部分以有機態存在，不能被植物吸收。一般泥炭中全磷的測定，採用磷鉬藍光度法或磷釩鉬黃光度法。

(1)磷鉬藍光度法

方法提要

試樣用高氯酸-硫酸加熱溶解，各種磷都變為正磷酸，加入鉬銻抗混合顯色劑，正磷酸與鉬酸銨生成磷鉬雜多酸，在Sb³⁺或Bi³⁺的參與下，再被抗壞血酸還原形成磷鉬藍，光度法測定。

試劑

硫酸。

高氯酸。

飽和碳酸鈉溶液。

硫酸鉬銻抗顯色劑:①18mLH₂SO₄緩緩注入40mL水中，冷卻。②將2g鉬酸銨溶於60～70℃的水中，冷卻。③將0.5g酒石酸銻鉀溶於水中，用水稀釋至100mL。④將①緩緩注入②中，在不斷攪拌下將③加入，加水至1000mL，攪勻。貯於棕色瓶中。用時每100mL溶液加1.5g抗壞血酸。

五氧化二磷標准溶液，配製方法參見本章73.11.7磷的測定。

對硝基酚指示劑。

校準曲線

分取含磷0.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg、100μg、120μg的五氧化二磷標准溶液分別置於50mL容量瓶中，加水至約15mL，加2滴對硝基酚指示劑，用飽和碳酸鈉溶液調節溶液的顏色為淡黃色，准確加入2.5mL硫酸鉬銻抗顯色劑，充分搖勻，用水稀釋至刻度，搖勻。放置30min後，用1cm比色皿，於波長660nm處測得吸光度，繪制校準曲線。

分析步驟

稱取0.2～0.5g(精確至0.0001g)粒度<0.25mm的風干泥炭試樣置於50mL錐形瓶中，加6mL(1+1)H₂SO₄，搖勻，再加10滴HClO₄，加蓋彎頸漏斗，加熱溶解至溶液開始變白色或灰白色時，再煮沸15～20min。總煮沸時間為45～60min。取下冷卻，加10mL水，轉入50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

分取5.00mL溶液置於50mL容量瓶中，加10mL水、2滴對硝基酚指示劑，以下按校準曲線步驟操作，測定吸光度，在校準曲線上查得磷量。

按下式計算試樣中磷的含量:

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式中:w(P₂O₅)為五氧化二磷的質量分數，%;V為試樣溶液總體積，mL;V₁為分取試樣溶液體積，mL;m₁為校準曲線查得分取試液中磷量，μg;m為稱取試樣的質量，g。

注意事項

用硫酸-高氯酸消化時，開始時溫度不能太高，當有高氯酸白煙時，再提高溫度使硫酸冒煙。用鹼中和時，不能用氫氧化銨，因銨離子濃度>1%時會使藍色消褪。也不能用氫氧化鈉，因為若溶液中含有錳時會出現氫氧化錳沉澱，加酸也不會溶解。因此採用碳酸鈉中和為宜。

(2)磷釩鉬黃光度法

方法提要

試樣以氫氧化鉀熔融，磷形成正磷酸鹽，用硝酸酸化，調節溶液酸度為5%～8%，加入釩鉬酸銨顯色劑，正磷酸鹽與釩鉬酸銨形成磷釩鉬黃配合物，光度法測定。

試劑

硝酸。

釩鉬酸銨顯色劑①10g鉬酸銨溶於50～60℃的100mL水中，冷卻。②0.3g釩酸銨溶於50mL水中，加入50mL(1+2)HNO₃，冷卻。將①徐徐傾入②中，邊加邊攪拌，再加入18mLHNO₃。

校準曲線

分取含五氧化二磷0.0μg、50.0μg、100μg、200μg、400μg、600μg、800μg的標准溶液分別置於100mL容量瓶中，加2滴酸鹼指示劑，用100g/LKOH溶液調至中性，加5mLHNO₃，加水至50mL左右，加入10mL釩鉬酸銨顯色劑，用水稀釋至刻度，搖勻，放置30min後，用1cm比色皿，於波長420～470nm處測量吸光度，繪制校準曲線。

分析步驟

稱取0.2～0.5g(精確至0.0001g)粒度<0.25mm的風干泥炭試樣置於鎳坩堝中，加4～5gKOH，放入高溫爐中，由低溫升起，於700℃熔融10～20min。取出冷卻，放入250mL燒杯中，加50mL熱水提取，水洗出坩堝，加20mLHNO₃硝酸酸化，轉入200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

分取10.00～20.00mL清液於100mL容量瓶中，加2滴酸鹼指示劑，用100g/LKOH溶液調至中性，以下按校準曲線步驟操作，測定吸光度，在校準曲線上查得磷量。

試樣中磷含量的計算見式(73.134)。

(3)有效磷的測定

方法提要

泥炭中的有效磷，就是泥炭中能夠被植物利用的磷。用20g/L檸檬酸溶液提取泥炭試樣，泥炭的有效磷被溶解進入溶液，再以磷釩鉬黃光度法測定。

試劑

檸檬酸溶液(20g/L)。

其他試劑與73.16.7.2(2)磷釩鉬黃光度法相同。

分析步驟

稱取0.5g(精確至0.0001g)粒度小於0.25mm的風干泥炭試樣置於300mL錐形瓶中，加50mL檸檬酸溶液，振盪30min，過濾於100mL容量瓶中，用水洗滌至90mL，再用水稀釋至刻度，搖勻。

分取10.00～20.00mL溶液，用磷釩鉬黃光度法測定。

有效磷的計算見式(73.134)。

73.16.7.3 全鉀的測定

方法提要

泥炭中的鉀有4種存在形態:水溶性鉀、交換性鉀、緩效性鉀(非交換性鉀)、難溶性鉀(存在於原生或次生礦物的結晶構造中)。前兩種為速效性鉀，可直接被植物利用。泥炭中的全鉀(氧化鉀)含量一般在0.2%，常用原子吸收光譜法測定。

分析步驟

稱取0.2g(精確至0.0001g)粒度<0.25mm的風干泥炭試樣置於銀坩堝中，加2gNaOH，鋪平，於高溫爐中由低溫升至720℃並保持15min。取出冷卻，放入250mL燒杯中，加50mL熱水提取，於電爐上加熱微沸5min，水洗出坩堝，用15mLHCl酸化，轉入200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。分取10.00mL清液於100mL容量瓶中，加2mL(1+1)HCl，用水稀釋至刻度，搖勻。然後採用原子吸收光譜法測定全鉀。具體分析步驟可參見第16章硅酸鹽岩石分析。

對於泥炭樣中鉀的測定，也可以採用:0.2000g泥炭樣灼燒成灰分後，轉入鉑坩堝或塑料坩堝中，加8滴H₂SO₄和10mLHF，加熱至硫酸白煙冒盡後，以5mL(1+1)HCl及少許水微熱提取，轉入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。再分取10.00mL清液於100mL容量瓶中，加2mL(1+1)HCl，加水稀釋至刻度，搖勻，原子吸收光譜法測定。

⑵ 醇類如何與汽油互溶

由於石油資源的相對貧乏，以及汽車使用礦物燃料所排放的污染物，給大氣環境造成的嚴重影響，人們迫切需要開發燃油替代品。為此世界上已開發研製出甲醇汽油、乙醇汽油，並已實現商業化。但是，乙醇作為動力能源資源短缺，價格較高，而甲醇可由煤炭轉換，具有資源豐富，價格低廉等優勢，應用前景看好。但是關於甲醇汽油的抗水互溶問題，是推廣甲醇/汽油的實際應用中出現的新問題。水分對甲醇汽油的相溶性破壞很大，與少量的水接觸時，甚至在某些情況下與從潮濕空氣中吸收的水分接觸時，也常常會引起已相溶的甲醇—汽油重新分層。因為，烴類汽油加入醇組分後，使整個共溶混合體系的極性增加，吸水能力也相應增加，吸入的水分隨之破壞了原本達到的共溶的相平衡。這樣醇—水相的體積比原有的水要大得多，其比重卻小得多，從而容易懸浮，並與上層燃料相一起進入駕駛的汽車中，當醇—水相到達汽化器時，可能使發動機停止工作，並嚴重腐蝕汽化器和燃料系統中其他部件所使用的鋼和其他金屬材料。因此，解決甲醇汽油的分層問題迫在眉睫。
發明內容為了解決上述問題，本發明提供一種醇類燃料互溶添加劑，以解決甲醇汽油分層問題。本發明採用的技術方案是一種醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份異戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶脹劑1～5份其中，所述的抗溶脹劑是N，N」-二亞水楊基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的產物。所述脂肪胺優選戊胺或己胺。所述正庚脒其結構式為所述的醇類燃料互溶添加劑，其制備方法是按配比將異丁醇、異戊醇、正庚脒和抗溶脹劑放入容器中，攪拌均勻即可。本發明醇類燃料互溶添加劑的技術指標如表1表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="714">項目閉口閃點℃，不低於熔點℃，不高於運動粘度Mm2/s，40℃密度g/m3，25℃指標60-2535～65880～900</table></tables>正庚脒是一種在碳原子上連有一個氨基(-NH2)，和一個亞氨基(＝NH)的化合物，結構式為烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相。甲醇汽油加入脒後，相當於在烴類和醇分子之間架設了一座分子連接橋，增加了相平衡的穩定性，使互溶能力增強。對亞氨基和氨基的極性比較可知，亞氨基上的電子雲密度更大，更易於和吸收的水分子形成氫鍵。當甲醇汽油中加入脒後，吸收的二氧化碳首先和亞氨成鹽，此時氨基(-NH2)與水和甲醇形成的氫鍵並沒有破壞，我們經過試驗發現，在敞口體系中，加入脒互溶劑配製的甲醇汽油48小時仍可保持相平衡。正庚脒的合成步驟如下1、正庚醯氯的制備正庚酸與過量的氯化亞碸在油浴90℃下，加熱迴流反應8小時，生成正庚醯氯，先常壓蒸餾出過量的氯化亞碸，蒸餾收集171～173℃餾分(或減壓蒸餾)。2、正庚醯胺的制備將上步驟所得產品，逐滴加入到25％～28％的氨水中，冷卻後，抽濾得白色片狀晶體，低溫烘乾。3、正庚腈的制備將正庚醯胺、氯化亞碸、環丁碸、甲苯加入反應裝置，油浴加熱115℃保持迴流5.5h，改為蒸餾裝置，蒸出甲苯和過量的氯化亞碸及環丁碸，將母液到入蒸餾水中，分層，收集上層液體，蒸餾收集184～186℃的餾分(或減壓蒸餾)，得產品。4、正庚脒的制備正庚腈與三氟化硼乙醚在磁力攪拌下反應，於50℃通入氨氣，加入適量飽和碳酸氫鈉溶液，分出有機層，有機層加入甲醇，鹽酸，攪拌反應，冰水浴冷卻，析出固體，得正庚脒鹽酸鹽。滴加10％氫氧化鈉，得無色或淡黃色液體，產物經紅外光譜和元素分析驗證。本發明通過實驗室試驗進一步驗證。1、對甲醇汽油抗水性試驗按表2中，加入石腦油、無水甲醇和蒸餾水，再加入本發明的添加劑，觀察分層及相平衡時間。表2從表2中可見，加入本發明，用量少，穩定性好，而且不分層，透明，相平衡保留時間長。在敞開體系中，保留時間達72小時以上，在封閉體系中可較長時期保存，滿足儲存，運輸的要求。2、對甲醇汽油沸程的影響分別在磨口瓶中加入100ml汽油(汽油種類見表3)和13ml甲醇，其中一個中加入本發明，進行水浴加熱，記錄冷凝管出第一滴溫度及收集10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，100％的溫度，結果見表3。表3從表3中可見，加入本發明，對甲醇汽油的沸程並沒有多少改變，因為本發明和甲醇性質相匹配，與汽油中各組分的作用力與甲醇相似。改變了甲醇汽油的蒸汽壓，從而解決甲醇汽油的氣阻問題。本發明耐低溫、耐高濕，烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相，添加水分高達6％仍然穩定，提高了生產、運輸和儲存中可能引入的水分在油相中的穩定性。本發明用量少，即可解決甲醇汽油遇水分層問題，進而消除了甲醇汽油中雜質對發動機油路系統金屬部件腐蝕作用，消除甲醇汽油對橡膠材料的溶脹作用。圖1是正庚醯氯的紅外光譜圖；圖2是正庚醯胺的紅外光譜圖；圖3是正庚腈的紅外透射光譜圖；圖4是正庚脒的紅外透射光譜圖。具體實施例方式實施例1正庚脒的制備1、正庚醯氯的制備在裝有迴流冷凝器的500ml圓底燒瓶中加入，正庚酸130.2g(1.0mol)，氯化亞碸180ml過量，劇烈反應，待反應平穩後，開始加熱，水吸收氣體成鹽酸。油浴90℃下，迴流反應8h，蒸餾出過量的氯化亞碸，然後蒸餾收集171～173℃餾分(或減壓蒸餾)，得產品正庚醯氯106.3g，收率71.6％，折光率nD18＝1.4280。正庚醯氯的紅外光譜如圖1IR(液膜法)，2958，2931，2860cm-1(CH3，CH2)；1797，953cm-1(C＝O脂肪族醯氯)；1235cm-1(C-Cl)。2、正庚醯胺的制備准備好25～28％氨水約270ml，置大燒杯中，在攪拌下，將正庚醯氯89.1g(0.6mol)逐滴加入氨水中，反應劇烈，且放出大量的熱，待放置冷卻後，析出大量晶體，經抽濾，得白色片狀晶體，此時，母液的PH＝8。烘乾，得產品65.2g，收率84.9％，熔點116-118℃。經紅外光譜驗證。正庚醯胺的紅外光譜如圖2IR(壓片法)，3364，3195cm-1(NH2)；2955，2936，2869cm-1(CH3，CH2)；1662，1629cm-1(C＝O)。3、正庚腈的制備在裝有迴流冷凝器的250ml圓底燒瓶中加入，正庚醯胺64g(0.5mol)、氯化亞碸80ml、環丁碸60ml、甲苯50ml，油浴115℃下，開始迴流約5.5h，然後改為蒸餾裝置，蒸出甲苯和過量的氯化亞碸及環丁碸。在1000ml大燒杯中放置200ml蒸餾水，將母液傾入水中，邊加邊攪拌，上層為黑褐色液體，下層為水層，放置過夜，用分液漏斗分離，除去下層水層，收集上層液體，下層水層用20ml苯萃取溶解在水層中的正庚腈，苯層變為褐色，合並到有機層，安裝蒸餾裝置，蒸餾收集182～184℃餾分(或減壓蒸餾收集80～83℃/0.008Mpa)，得產品42.0g，收率75.7％。折光率nD18＝1.4241。產品經紅外光譜驗證。正庚腈的紅外透射光譜如圖3IR(液膜法)，2957，2932，2860cm-1(CH3，CH2)；2246cm-1(C≡N).4、正庚脒的制備在乾燥的250ml三口瓶中，加入正庚腈31.0g(0.28mol)，三氟化硼乙醚70ml，室溫磁力攪拌12小時，減壓回收過量三氟化硼乙醚，於50℃通氨氣3h，於攪拌下，加入約76g飽和的碳酸氫鈉溶液，分出有機層，有機層加入甲醇50ml，滴加6mol/L鹽酸，於室溫攪拌半小時，冰水浴冷卻，析出固體得正庚脒鹽酸鹽。滴加10％氫氧化鈉，有機層用乙醚萃取，乾燥，水浴加熱蒸除乙醚，得淡黃色液體19.8g，所得為正庚脒，收率55.3％，折光率nD17.5＝1.4287，沸點189～191℃。產物經紅外光譜驗證。正庚脒的紅外透射光譜如圖4IR(液膜法)，3454，3364cm-1(NH2)；3200cm-1(C＝N-H)；1675cm-1(C＝N)；2958，2933，2872cm-1(CH3，CH2)。元素分析理論值，％C65.63；H12.50；N21.88實測值，％C65.24；H12.86；N21.53實施例2一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取1gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇8g、異戊醇8g、正庚脒1g、抗溶脹劑3g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。實施例3一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取1gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇5g、異戊醇5g、正庚脒0.5g、抗溶脹劑1g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。實施例4一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取2gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、2g甲基叔丁基醚和2g己胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇12g、異戊醇12g、正庚脒1.5g、抗溶脹劑5g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。本發明並不僅限於實施例，在實際生產過程中，可以按實施例等比例擴大原料配方數值。權利要求1.一種醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份異戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶脹劑1～5份2.根據權利要求1所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述的抗溶脹劑是N，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的產物。3.根據權利要求2所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述脂肪胺為戊胺或己胺。4.根據權利要求1所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述的正庚脒，其結構式為全文摘要本發明涉及醇類燃料互溶添加劑。以解決醇類汽油分層問題。採用的技術方案是醇類燃料互溶添加劑是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份；異戊醇5～12份；正庚脒0.5～1.5份；抗溶脹劑1～5份；其中，抗溶脹劑是N，N，－二亞水楊基－1，2－丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺等比例混合的產物。本發明烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相，添加水分高達6％仍然穩定，提高了生產、運輸和儲存中的穩定性。本發明用量少，即可解決醇類汽油遇水分層問題，消除了醇類汽油中雜質對發動機油路系統金屬部件腐蝕作用，消除甲醇汽油對橡膠材料的溶脹作用。

⑶ 凱氏定氮法，雙縮尿法、Folin－酚試劑法和紫外吸收法、考馬斯亮藍法、BCA法的原理和大體過程

[編輯本段]1 原理
蛋白質是含氮的有機化合物。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質分解，分解的氨與硫酸結合生成硫酸銨。然後鹼化蒸餾使氨游離，用硼酸吸收後再以硫酸或鹽酸標准溶液滴定，根據酸的消耗量乘以換算系數，即為蛋白質含量。
1.有機物中的胺根在強熱和CuSO4，濃H2SO4 作用下，硝化生成（NH4）2SO4
反應式為：
CuSO4 +2NH2—+H2S04+2H+＝(NH4)2S04
2.在凱氏定氮器中與鹼作用，通過蒸餾釋放出NH3 ，收集於H3BO3 溶液中
反應式為:
(NH4)2SO4+2NaOH＝2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知濃度的H2SO4（或HCI）標准溶液滴定，根據HCI消耗的量計算出氮的含量，然後乘以相應的換算因子，既得蛋白質的含量
反應式為：
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O＝(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O＝2NH4Cl+4H3BO3
[編輯本段]2 試劑
所有試劑均用不含氨的蒸餾水配製。
2.1 硫酸銅。
2.2 硫酸鉀。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液：1份0.1%甲基紅乙醇溶液與5份0.1%溴甲酚綠乙醇溶液臨用時混合。也可用2份0.1%甲基紅乙醇溶液與1份0.1%次甲基藍乙醇溶液臨用時混合。
2.6 40%氫氧化鈉溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸標准溶液或0.05mol/L鹽酸標准溶液。
[編輯本段]3 儀器
定氮蒸餾裝置：如圖所示。
凱氏定氮法儀器1.安全管
2.導管
3.汽水分離管
4.樣品入口
5.塞子
6.冷凝管
7.吸收瓶
8.隔熱液套
9.反應管
10.蒸汽發生瓶
[編輯本段]4 操作方法
1、 樣品處理：精密稱取0.2-2.0g固體樣品或2-5g半固體樣品或吸取10-20ml液體樣品（約相當氮30-40mg），移入乾燥的100ml或500ml定氮瓶中，加入0.2g硫酸銅，3g硫酸鉀及20毫升硫酸，稍搖勻後於瓶口放一小漏斗，將瓶以45度角斜支於有小孔的石棉網上，小火加熱，待內容物全部炭化，泡沫完全停止後，加強火力，並保持瓶內液體微沸，至液體呈藍綠色澄清透明後，再繼續加熱0.5小時。取下放冷，小心加20ml水，放冷後，移入100ml容量瓶中，並用少量水洗定氮瓶，洗液並入容量瓶中，再加水至刻度，混勻備用。取與處理樣品相同量的硫酸銅、硫酸鉀、硫酸銨同一方法做試劑空白試驗。
2、 按圖裝好定氮裝置，於水蒸氣發生器內裝水約2/3處加甲基紅指示劑數滴及數毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入數粒玻璃珠以防暴沸，用調壓器控制，加熱煮沸水蒸氣發生瓶內的水。
3、 想接收瓶內加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示劑1滴，並使冷凝管的下端插入液面下，吸取10.0ml樣品消化液由小玻璃杯流入反應室，並以10ml水洗滌小燒杯使流入反應室內，塞緊小玻璃杯的棒狀玻璃塞。將10ml 40%氫氧化鈉溶液倒入小玻璃杯，提起玻璃塞使其緩慢流入反應室，立即將玻璃蓋塞緊，並加水於小玻璃杯以防漏氣。夾緊螺旋夾，開始蒸餾，蒸氣通入反應室使氨通過冷凝管而進入接收瓶內，蒸餾5min。移動接收瓶，使冷凝管下端離開液皿，再蒸餾1min，然後用少量水沖洗冷凝管下端外部。取下接收瓶，以0.01N硫酸或0.01N鹽酸標准溶液定至灰色或藍紫色為終點。
同時吸取10.0ml試劑空白消化液按3操作。
計算：
X =(（V1-V2）*N*0.014)/( m*（10/100）) +F*100
X：樣品中蛋白質的含量，g；
V1：樣品消耗硫酸或鹽酸標准液的體積，ml；
V2：試劑空白消耗硫酸或鹽酸標准溶液的體積，ml；
N：硫酸或鹽酸標准溶液的當量濃度；
0.014：1N硫酸或鹽酸標准溶液1ml相當於氮克數；
m：樣品的質量（體積），g（ml）；
F：氮換算為蛋白質的系數。蛋白質中的氮含量一般為15～17.6%，按16%計算乘以6.25即為蛋白質，乳製品為6.38，麵粉為5.70，玉米、高粱為6.24，花生為5.46，米為5.95，大豆及其製品為5.71，肉與肉製品為6.25，大麥、小米、燕麥、裸麥為5.83，芝麻、向日葵為 5.30。
[編輯本段]注意事項
（1） 樣品應是均勻的。固體樣品應預先研細混勻，液體樣品應振搖或攪拌均勻。
（2） 樣品放入定氮瓶內時，不要沾附頸上。萬一沾附可用少量水沖下，以免被檢樣消化不完全，結果偏低。
（3） 消化時如不容易呈透明溶液，可將定氮瓶放冷後，慢慢加入30%過氧化氫（H2O2）2-3ml，促使氧化。
（4） 在整個消化過程中，不要用強火。保持和緩的沸騰，使火力集中在凱氏瓶底部，以免附在壁上的蛋白質在無硫酸存在的情況下，使氮有損失。
（5） 如硫酸缺少，過多的硫酸鉀會引起氨的損失，這樣會形成硫酸氫鉀，而不與氨作用。因此，當硫酸過多的被消耗或樣品中脂肪含量過高時，要增加硫酸的量。
（6） 加入硫酸鉀的作用為增加溶液的沸點，硫酸銅為催化劑，硫酸銅在蒸餾時作鹼性反應的指示劑。
（7） 混合指示劑在鹼性溶液中呈綠色，在中性溶液中呈灰色，在酸性溶液中呈紅色。如果沒有溴甲酚綠，可單獨使用0.1%甲基紅乙醇溶液。
（8） 氨是否完全蒸餾出來，可用PH試紙試餾出液是否為鹼性。
（9） 吸收液也可以用0.01當量的酸代表硼酸，過剩的酸液用0.01N鹼液滴定，計算時，A為試劑空白消耗鹼液數，B為樣品消耗鹼液數，N為鹼液濃度，其餘均相同。
（10） 以硼酸為氨的吸收液，可省去標定鹼液的操作，且硼酸的體積要求並不嚴格，亦可免去用移液管，操作比較簡便。
（11） 向蒸餾瓶中加入濃鹼時，往往出現褐色沉澱物，這是由於分解促進鹼與加入的硫酸銅反應，生成氫氧化銅，經加熱後又分解生成氧化銅的沉澱。有時銅離子與氨作用，生成深蘭色的結合物[Cu(NH3)4]2+
（12） 這種測算方法本質是測出氮的含量，再作蛋白質含量的估算。只有在被測物的組成是蛋白質時才能用此方法來估算蛋白質含量。
管道直飲水，採用納濾膜特有的選擇透過性性能，可脫除自來水中有機物、細菌和病毒，保留水中有益於人體的微量元素，是對「自來水飲用水的深度處理」，經臭氧、紫外線、變頻恆壓輸出至用戶可直接生飲的水。
分質供水是指根據生活中人們對水的不同需要，由市政提供的自來水為生活飲用水，採用特殊工藝將自來水進行深度加工處理成可直接飲用的純凈水，然後由食品衛生級的管道輸送到戶，並單獨計量。這種直接飲用的純凈水分純水或凈水，即按照中華人民共和國GB 17323《瓶裝飲用純凈水》，以符合生活飲用水衛生標準的水為原料，通過反滲透膜（Revvrse Osmosis Element/RO）凈化處理後，稱為純水。按照建設部CJ 94《飲用凈水水質標准》[3]，用同樣符合生活用水衛生標準的水為原料，通過納濾膜（Nanofiltration Element/NF）或法國卡提斯（CARTIS）載銀活性炭凈化處理後，稱為凈水。
國家《生活飲用水管道分質直飲水衛生規范（討論稿）》[2]要求管道直飲水用戶龍頭出水任何時間必須符合《飲用凈水水質標准（CJ 94-1999）》[3]規定要求。管道分質直飲水系統的設計生產必須符合《管道直飲水系統技術規程（討論稿）》[4]，在法規上給予了嚴格的行業規范和強有力的衛生行政執法依據，真正確保每一個小區管道分質直飲水用戶的飲水衛生安全與飲用健康，這便是新一代的高效、綠色環保、節能型水質處理供水裝置。
1.2直飲水
以上純水或凈水經臭氧氣液混合後密封於容器中且不含任何添加物，再通過紫外線照射，經電子（場）水處理器(微電解殺菌器)流經的水在微弱的電場中產生大量具有極強和廣譜殺生能力的活性水，由食品衛生級管道供每家每戶直接飲用，可供直接飲用的水叫直飲水。
1.3直飲機
管道直飲機，是在飲水機的基礎功能上增加進水自動控制器，使用時只需將管道直飲機與飲用水管道直接聯接，實現自動進水，可直接飲用的飲水機。是現代住宅小區、寫字樓供水的終端飲水設備。
1.4管道分質供水系統
管道分質直飲水及直飲機是將水處理裝置與供水管網、管道直飲機有機的結合，在處理工藝上都有嚴格要求和衛生規范，工藝中除沉澱、吸附、過濾常規方式外，採用新的水處理材料及工藝，用銅鋅濾料（KDF）替代石英砂；用臭氧（Ozone/Q3）與顆粒活性炭（Grancule Activated Carbon/GAC）結合成生物-活性炭法（Biological Activated Carbon/BAC）消毒方式替代普通活性炭（Activated Carbon/AC）；用鈦金屬濾芯（HDF）替代聚丙烯（PPF）；用超濾膜（Ultrafiltration Element/UF）作為預處理；用納濾膜（Nanofiltration Element/NF）或卡提斯（CARTIS）替代通常的逆滲透膜（Revvrse Osmosis Element/RO），將水的利用率提高；將電量的消耗減少，產品水主要採用臭氧加紫外線殺菌器的最佳組合，增加電子（場）水處理器(微電解殺菌器)，是管道分質供水系統管網循環殺菌的理想產品。對管網進行定期循環，經卡提斯（CARTIS）處理過的水溶氧量大，增加了水的活性，能抑制細菌生長，可持續保鮮，有效保證管網內水的新鮮與飲用衛生安全。系統的供水量嚴格遵守每天的按用水需求量設計，再加上管道直飲機內儲存水容量不會大於3升（家用型）、30升（單位型），保持隨時飲用隨時補充新鮮水。國家《生活飲用水管道分質直飲水衛生規范（2002）》[2]標准（討論稿）要求管道直飲水用戶龍頭出水任何時間必須符合《飲用凈水水質標准（CJ94－1999）》[3]。由於直飲水水質純凈，口感甜潤，每天的產水每天飲用完，管網系統每天定時用臭氧、紫外線殺菌、電子（場）水處理器消毒保鮮，水中含氧量的提高能預防直飲水的二次污染，使每天的直飲水新鮮可口。給水採用恆壓變頻水泵輸送，滿足高層建築要求。分質供水非常適應於現代城市住宅小區管道直接飲用水的需求，從而提高人民生活質量。
1.5預處理裝置
預處理裝置是將自來水經臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多級過濾，使原水達到初級凈化的裝置。其由臭氧水處理儀、原水罐、增壓泵、銅鋅沉澱過濾、活性炭吸附過濾、金屬鈦棒微孔精密過濾，經預處理後的水滿足超濾膜凈化處理，提供給予後置反滲透膜或納濾膜進水要求。
1.6水質深度處理裝置
水質深度處理裝置是將經預處理後的水，由高壓泵加壓作用於反滲透膜（簡稱RO）或反滲透膜納濾膜(簡稱NF)的反滲透功能達到純凈水的目的[9]，電導率檢測儀、臭氧裝置、紫外線消毒殺菌器、和微電腦控制電器組合而成。通過去除水中有機物（如三鹵甲烷中間體、膠體、懸浮物、微生物、細菌、藻類、霉類等）、熱源、病毒、異色異味等，經處理的水質符合衛生部《生活飲用水衛生規范》[1]的有關規定和建設部《飲用凈水水質標准（CJ 94-1999）》[3]。
1.5凈水的製造方法：納濾膜滲透法（簡稱NF）
納濾滲透膜技術是介於反滲透膜與超濾膜性能之間的承前啟後膜技術，作為一種新型分離技術，納濾膜在其分離應用中表現出下列三個顯著特徵[7]：一是其截留分子量介於反滲透膜和超濾膜之間，為150～2000 Å；二是納濾膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面分離層是由聚電解質所構成，對離子有靜電相互作用。三是超低壓大通量，即在超低壓下（0.1MPa）仍能工作，並有較大的通量。也是最先進、最節能、效率最高的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的壓力下，藉助於只允許水分子透過納濾滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質與溶濟分離，從而達到凈化水的目的。納濾滲透膜是由具有高度有序矩陣結構的聚洗胺合成納米纖維素組成的。它的孔徑為0.001微米（相當於大腸肝菌大小的百分之一，病毒的十分之一）。利用納濾滲透膜的分離特性，可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體、有機物、細菌和病毒等，納濾膜比反滲透膜優異之處，在於除去有害物質相同之下，納濾膜保留了水分子中人體所需生命元素。有純凈水的口感，礦泉水的微量元素。

2 工藝流程與處理單元

自來水

高頻臭氧

活性炭

銅鋅濾料

鈦金屬

增壓水泵

超濾膜

直飲水

紫外線

恆壓水泵

卡提斯

納濾膜

高頻臭氧

高壓泵

電子水處理儀

電腦控制
鈦金屬

循環水泵

管網用戶

2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技術是目前國際上最先進的水處理工藝，在日、美、歐等發達國家已廣泛採用，目前我國採用臭氧消毒處理是水處理消毒的發展趨勢。臭氧與顆粒活性炭相結合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝（BAC法），包括三個過程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有機物，延長活性炭使用壽命。
活性炭（Carbon）是一種經特殊處理的炭，每克活性炭的表面積為500~1500平方米。活性炭有很強的「物理吸附」和「化學吸附」功能，解毒作用就是利用了其巨大的面積，將毒物吸附在活性炭的微孔中，從而阻止毒物的吸收。同時，活性炭能與多種化學物質結合，從而阻止這些物質的吸收。 活性炭能夠濾除水中化學有機物、重金屬、色度、異味、氯離子等，主要功能改善口感。
生物活性炭[8]，臭氧和活性炭處理的結合，一種電解自由基氧化、生物活性炭水處理技術，將需要處理的原水進入處理單元的電解部分，首先經過陽極產生的羥基自由基的氧化和陰極產生的氫自由基在陰極表面的催化加成，使有機物降解脫毒；同時陽極產生的分子態氧供給下一步生物活性炭利用，經降解脫毒後的處理水再經過生物活性炭處理後，有機污染物進一步去除，達到深度處理的目的。使用該技術處理水源水，可以使原水中的揮發性有機物由原來的11種降解至7種，TOC減少85%以上。可以使生活污水的COD減少75%以上。是一種新型的給水或有機廢水深度處理的技術，在飲用水深度處理與難降解有機廢水處理領域有著廣闊的應用前景。生物活性炭的運行周期一般都達3至4年（使用壽命與水源水質有關）；
2.2銅鋅介質沉澱過濾器（KDF）
銅鋅KDF濾料[5]是一種顆粒狀高純度合金，表面有著極強的抗氧化能力，近幾年來流行的新型水處理過濾材料[3]。KDF濾料通過離子的氧化還原反應來工作。這種離子交換使許多有害物質成為無害物質，如使氯成為氯化物，重金屬等附著在凱得菲KDF濾料上，從而降低了有害物質的含量，用KDF濾料進行水處理是一種簡單、低消耗的方法，對於微濾、超濾、納濾、反滲透膜、離子交換樹指、顆粒活性碳等，KDF濾料介質能夠保護這些昂貴的水處理組件不受氯、微生物、礦物質結垢的影響，提高系統的使用壽命。此外，KDF濾料能去除水中高達98%的可溶性重金屬，如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷，銻、鋁等，因此可用於飲用水或其他水處理中重金屬的超出的治理。另外，藉助沉澱在KDF濾料上發生的氧化還原反應還可以降低水中的碳酸鹽，硝酸鹽、硫酸鹽等。約10年內不用更換濾料（使用壽命與水源水質有關）；
2.3鈦金屬微過濾器（HD）
鈦棒過濾芯是以粉沫鈦燒結而成，具有抗化學腐蝕，耐高溫、耐氧化、壽命長，易清洗， 可再生的特點，最近兩年廣泛地應用在水處理領域，是一種水的過濾中 比較理想的濾芯，鈦棒過濾器操作簡單，拆卸方便，可在線完成清洗。採用5微米HD鈦棒芯過濾，攔截大於5微米的物體，耐臭氧，主要功能延長膜的壽命，約2年內不用更換濾料（使用壽命與水源水質有關）。《循環管網回水用鈦金屬微過濾器，採用0.45微米HD鈦棒芯過孔徑大小濾，攔截大於0.45微米的物體，耐臭氧，約3年內不用更換濾料》。
2.4超濾（UF）膜凈化處理器[6]
超濾膜是一種具有超級「篩分」分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米，也就是說只有一根頭發絲的1‰！就能篩出大於孔徑的溶質分子，以分離分子量大於500道爾頓、粒徑大於2～20納米的顆粒。超濾以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及與孔徑大小的小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的的凈化、分離和濃縮的目的，可有效去除水中的微粒、膠體、細菌墊層及高分子有機物質，達到保護納濾膜的功效。
2.5納濾（NF）膜深度處理器[5]
高壓水泵（單泵，也可備一用），提供納濾膜透過水的工作壓力。促進水的滲透，保持產水率。
膜的分離孔徑在10-6cm-10-7cm，能除去水中有機物（如三鹵甲烷中間體、膠體、懸浮物、微生物、細菌、藻類、霉類等）、熱源、病毒等物質，流體經前五級預處理後的水經反滲透RO膜或納濾NF膜主機深層分離處理後，使有益於人體健康的水通過，不利於人體健康的水排除，脫鹽率60-98%。，納濾膜在產水過程中會截留大量的小於5微米的微粒，如不及時沖洗，在壓力的作用下附著在膜表面形成污垢，嚴重影響膜的滲透。通過電腦定時對電磁閥的控制能及時沖洗膜表面附著的微粒，阻止膜表面污垢的形成，延緩膜的衰減，延長膜的壽命，約3年內不用更換膜元件（使用壽命與水源水質有關）。納濾膜是超低壓，大通量膜，較反滲透膜節電50%，節水10%，。
2.6卡提斯（CARTIS TM）載銀活性炭技術
卡提斯粉末中共價鍵的銀對活性碳起到保護和防止污染物腐蝕作用及抑制溶解化合物的毒性析出；粉末吸附余氯和溶解的化合物、重金屬,細菌;每克卡提斯粉末面積相當於1500一2000㎡的足球場，卡提斯粉末使吸附的細菌不再變化，卡提斯粉末中共價鍵的銀對於活性碳中細菌起到抑制其滋生作用，就是使其不在繁殖或增加細菌。卡提斯處理後的水在封閉管道里含有相似天然的催化能力；此時的滅菌功效靠卡提斯水中數以千計的微電磁場與水中礦物質相互作用和卡提斯粉末產生的其它方面等等的相關作用對水進行滅菌；同時強大的微電磁場可對輸水管道進行清洗和減少結垢現象。因此卡提斯水在封閉管道和容器中的持續滅菌時間會更長。
經過大量的測試顯示：卡提斯設備處理後的水，溶解氧可提高30%左右。卡提斯設備處理後的水，將對其水中的致病病菌（厭氧菌）非常有效地進行滅菌並抑制其繁殖。因此在一定的時間內，卡提斯粉末處理後的水口感和衛生指標都是最好的，充分發揮了卡提斯技術的功效。簡單試驗可以看出：卡提斯處理後的水會產生氧化作用，廣泛應用於家庭和社區團體的直飲水、管道分質供水，滿足所有對高質量用水的需求。

3 電導率顯示儀

在線隨時動態顯示凈水生產的水質狀態。

4 高頻臭氧水處理儀

4.1臭氧的殺菌特點[12]
臭氧處理生活飲用水，其主要的目的為消毒並降低生物耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD），去除亞硝酸鹽、懸浮固體及脫色，已達到全面生產應用的水平。飲用水的處理在使用臭氧設備時，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接觸時間10-15分鍾即可，可作為選型時根據用水量計算參考。化學耗氧量（錳法）（COD－Mn），溶解性有機物（DOC），紫外消光值（SAC-254nm）。臭氧的投加量的單位為PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物細胞的有機物或破壞有機體鏈狀結構而導致細胞死亡。因此，臭氧對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。此外，臭氧在殺傷微生物的同時，還能氧化水中的各種有機物，去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到凈化水的作用；延長CD活性炭、HD鈦棒芯、UF膜、NF膜的使用壽命。
當臭氧水中的臭氧濃度達到滅菌濃度0.3mg/L時，消毒和滅菌作用瞬間發生，水中剩餘臭氧濃度達0.3mg/L時，在0.5～1分鍾內就可以100%的致死細菌，剩餘臭氧濃度達到0.4mg/L時，1分鍾內對病毒的滅活率達100%[10]。
臭氧氧化其它物質和有機質，最終生成無害的氧氣、水和二氧化碳，剩餘臭氧在常溫下半衰期為20～50分鍾，數小時後全部分解，還原為氧氣。因而臭氧發生器也成為所有礦泉水、純凈水生產企業必選的先進殺菌消毒設備。純氧氣經電解生成臭氧氣，經氣液混合泵混合於水箱水中, 臭氧氣溶水效率達98%，增加了水中的活性氧。臭氧裝置由制氧機、臭氧發生器、氣液混合泵、儲水罐組成。供水系統為了防止純凈水的二次污染，延長純凈水的存放時間，由微電腦通過氣液混合泵自動完成臭氧氣與凈化水的混合，臭氧投加量為1-5mg / L , 接觸時間為4-10min，維持臭氧氣在水中濃度0.5-1mg / L剩餘臭氧濃度。僅30秒起到最佳殺菌功效，殺菌率可達100%。臭氧殺菌不產生有害氣體物質、無污染、無殘留物，環保節能等優點；臭氧溶於水中，臭氧在水中分解時，所產生氫氧基具有強大的氧化力，可將水中的雜質如鐵、錳、臭味、細菌、病毒等迅速清除，並將水分子變小，使水的味道甘甜。且自來水中的氯或鹵代有機物也可完全消除。（詳情請參照《臭氧對水質處理之特性》專欄）。並產生負離子。臭氧在水中約20分鍾至30分鍾會分解一半，因此臭氧在水中靜止1小時後很快就會還原成氧氣。 臭氧是無毒物質安全氣體，在濃度高於1.5mg/L以上時，人員須離開現場，原因是臭氧刺激人的呼吸系統，嚴重會造成傷害，為此，臭氧工業協會制定衛生標准：
國際臭氧協會：0.1mg/L，接觸10小時
美 國：0.1mg/L，接觸8小時
德、法、日等國：0.1mg/L，接觸10小時
中 國：0.15mg/L，接觸8小時
以上是人在臭氧化氣體環境下的安全衛生標准，其濃度與接觸時間的乘積可視為基準點。「應用臭氧一百多年來，世界沒有發生一起臭氧中毒事件」。
臭氧濃度以重量百分比表示，分別取0~2.0之間八個數值，通過接觸裝置反應五分鍾後的數據。

表1 臭氧水濃度與臭氧濃度對照表為：
臭氧濃度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0
臭氧水濃度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15

以上結果表明，臭氧水的濃度與臭氧濃度成線性正比關系，制備高濃度的臭氧水必須先產生出高濃度的臭氧。因此，在現場使用過程中，很多單位採用了氧氣作為氣源來產生臭氧。在實驗中當臭氧濃度(重量百分比)達到3.0時，臭氧水的濃度可達到15mg/L以上。

表2 國內外公認的臭氧滅菌消毒的實驗數據
臭氧消毒 投放濃度 投放時間 病毒、病原體種類 殺滅效率
10mg/m³ 20分鍾 乙型肝炎表面抗原
（HbsAg) 99.99%
0.5mg/L 5分鍾 甲型流感病毒 99%
0.13mg/L 30秒 脊髓灰質炎病毒I型
（PVI） 100%
40µg/L 20秒 大腸桿菌噬菌體
ms2 98%
0.25mg/L 1分鍾 猿輪狀病毒SA-H
和人輪狀病毒2型 99.60%
4mg/L 3分鍾 艾滋病毒
（HIV） 100%
8mg/m³ 10分鍾 支原體（Mycoplasma)、
衣原體（Chlamydia)等
病原體 99.85%

5 恆壓變頻裝置（單泵，也可一備一用或二備一用）

由微處理器、壓力感測器、運算放大器、變頻器、斷路器、液位感測器、可編程序控制器、觸摸顯示屏人機操作界面組成。水泵按設定的壓力變頻運行，保證管網壓力恆定不變，不用水時自動停機，用水時自動補水，維持管網流量恆定。變頻器電子保護功能：過載保護、高低電壓保護、瞬間跳電保護、逆轉保護、過熱保護、漏電保護、欠相保護、無水停機保護等， 均可達到運動功能的顯示， 查找故障原因，並能達到自動復位的功能。恆壓變頻裝置控制器應用的最大優勢是，恆壓、節電。

6 紫外線殺菌器[10]

利用紫外線C波段《T253.7nm (240 － 260nm)》對細菌、病毒等致病微生物具有高效、廣譜殺滅的能力，就是以紫外線破壞及改變微生物的組織結構(DNA-核酸),使其喪失復制、繁殖的能力。抑制微生物活動力以達到殺菌作用的殺菌力取決於紫外線輸出量的大小，紫外線輸出量不低於300000μW／cm2時（在此強度下消毒時間不超過0．8秒），在額定水流量內瞬間殺菌滅各種細菌、病毒。殺菌率可達99%～99.99%。具有保鮮效果的富氧水再經紫外線殺菌器輸出，不改變水的性狀、原色、原味，不產生任何消毒副產物，能確保飲用水原汁原味，衛生安全，燈管壽命約10000小時，實際裝置的設計照射量相當於D10×4，即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的殺菌原理是利用紫外線光子的能量破壞水體中各種病毒、細菌以及其它致病體的DNA結構，使各種病毒、細菌以及其它致病體喪失復制繁殖能力，達到滅菌的效果。
通常，水消毒用的紫外線燈的中心輻射波長是253.7nm。顯然，紫外線的殺菌效果取決於紫外線的輻射強度和照射時間的乘積，即輻照劑量。表1列出了微生物不同殺滅率需要的紫外線輻照劑量值，試驗水樣染菌1×105cfj/L，水深2cm。

⑷ 蒸餾裝置圖及各部名稱

鐵架台、蒸餾燒瓶、石棉網、溫度計、酒精燈、冷凝管、錐形瓶.

⑸ 蒸餾裝置示意圖及儀器名稱

（m）蒸餾時，溫度計用於測量分離出的餾分溫度，即被蒸餾物質的沸點，溫度回計水銀球應處在蒸餾燒答瓶的支管口附近，冷凝管應從個口進水，上口出水，以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用，圖中溫度計水銀球插入太深，冷卻水進出口標反了，
故答案為：①溫度計水銀球插入太深；&上bsp;②冷卻水進出口標反了；
（中）蒸餾裝置中的主要儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶，酒精燈，a為蒸餾燒瓶，B為冷凝管，
故答案為：蒸餾燒瓶；冷凝管
（m）蒸餾的原理為根據混溶的液體的沸點不同進行分離各成分，所以把蒸餾燒瓶固定在鐵架台上，在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導氣管，應先檢查裝置的氣密性，若裝置不漏氣，再加液體反應物開始反應，製取氣體，
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（了）實驗時A中除了加入要分離的混合物溶液外，為防止液體暴沸，應加碎瓷片，
故答案為：沸石（或碎瓷片）；防止液體暴沸；

⑹ 純凈金屬制備技術的發展歷史

主要看第二個~

金屬材料發展歷史回顧

石器時代（公元五千年前）→青銅器時代（公元一千二百年前）→鐵器時代

三星堆博物館（Sanxingi Museum）位於全國重點文物保護單位三星堆遺址東北角，地處歷史文化名城四川省廣漢市城西鴨子河畔，南距成都38公里，北距德陽26公里，是我國一座大型現代化的專題性遺址博物館。博物館於1992年8月奠基，1997年10月正式開放。

發掘歷程
1.初始時期（1929年-1934年）
1929年在三星堆遺址真武村燕家院子發現玉石器坑，出土玉石器三、四百件。
1931年英國神父董宜篤四處奔走，使1929年出土的玉石器大部分歸華西大學博物館。
1932年華西大學博物館館長葛維漢提出在廣漢進行考古發掘的構想並獲四川省政府教育廳的批准。
1934年3月1日葛維漢、林名均抵達廣漢。
3月葛維漢、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑， 並在燕家院子東、西兩側開探溝試掘。
2.初步調查與發掘（1951年-1963年）
1951年四川省博物館王家佑、江甸潮等調查三星堆、月亮灣，首次發現大 片古遺址。
1958年四川大學歷史系考古教研組再次調查三星堆遺址。
1963年四川省博物館和四川大學歷史系聯合發掘三星堆遺址。由著名考古學家、四川省博物館館長、四川大學歷史系教授馮漢驥主持。

3.兩坑的發掘及古城再現（1980年-2005年）
1980年~1981年四川省文物管理委員會與廣漢縣聯合首次發掘三星堆遺址，揭露出大面積的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次發掘 三星堆遺址，首次在三星堆遺址發現陶窯。
1984年 3月~12月第三次發掘三星堆遺址，在西泉坎發掘出龍山時代至西周早期的文化堆積，確定了三星堆遺址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次發掘三星堆遺址，發現三星堆土埂為人工夯築，首次提出三星堆遺址是蜀國都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所、四川大學歷史系與廣漢縣聯合，第五次發掘三星堆遺址，發掘面積1200平方公尺，發現大量灰坑和房屋遺跡『將三星堆遺址的代上限推至距今 5，000年前。

1986年7月18日當地磚廠在第二發掘區取土時發現祭祀坑，挖出玉石器。第六次發掘三星堆遺址。
1986年7月18日四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所與廣漢縣聯合發掘祭祀坑，編號為一號祭祀坑。出土銅、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件，象牙13根。
8月14日距一號祭祀坑東南約30公尺處發現二號祭祀坑。
8月20日發掘清理二號祭祀坑，出土銅、金、玉、石等珍貴文物1302件（包括殘件和殘片中可識別出的個體），象牙67根，海貝約4600枚。

1988年10月第七次發掘三星堆遺址，對三星堆土埂進行試掘，確定土 埂為內城牆的南牆。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次聯合發掘三星堆遺址，在東城牆發現土坯，首次了解三星堆古城城牆的結構、夯築方法和年代。
3月舉行三星堆遺址祭祀坑出土銅樹修復方案論證會，並對銅樹進行預合。

1991年12月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第九次聯合發
~1992年5月發掘三星堆遺址，將西城牆進行試掘並得到確認。

1994年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十次發掘三星堆遺址，調查發現了三星堆遺址南城牆，並進行了試掘。

1996年10月中日合作對三星堆遺址進行環境考古工作，主要項目有磁場
~11月 雷達探測、紅外遙感探測與攝影、衛星圖像解析、微地形調查、炭素年代測定、花粉分析、硅質體分析、硅藻分析等。

1997年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十一次發掘三星堆遺址，對三星堆遺址仁勝磚廠墓地進行發掘。共發現墓葬28座，發現了大量玉石器，其中具有良渚文化風格的"玉錐形器"的發現，引起研究者對三星堆玉石器的文化淵源關系進行重新思考。

1999年1月~四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十二次發掘三星堆遺址，對三星堆遺址月亮灣城牆進行發掘，在城牆下發現大量龍山至商代早期的文化堆積，同時城牆又被殷墟時期的堆積疊壓疊壓，從而可以確定月亮灣內城牆的年代為殷墟早期。

2000年12月~2001年7月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所 第十三次發掘三星堆遺址。在燕家院子發現大量三星堆第四期的文化堆積，使人們對三星堆遺址第四期的文化面貌和年代下限有較為清楚的認識。

2005年3月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究院第十四次發掘三星遺址。在青關山發現大型夯土建築台基。

後續整理工作（2005年至今）
目前，三星堆遺址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遺址綜合報告，
此項工作預計2008年初結束。

問題:能把"賤金屬"變成"貴金屬"嗎？

金與銀出現，色澤美麗和稀少而稱為"貴金屬"，其它金屬則相應地被稱為"賤金屬"

煉金術,希望用某種工藝把賤金屬轉變為貴金屬,客觀上起到了促進材料科學發展的作用，在隨後一千多年的時間里，使人類積累了一定的材料制備方面的經驗，這對十九世紀以後材料科學的形成與發展奠定了基礎。

幾個著名的"煉金術士"摩耳、玻意耳、牛頓。

1711年英國出現了高六米，邊長二點五米見方的高爐，日產鐵六噸。1856年英國人亨利•貝賽爾首先用鐵煉成了鋼 。

煉金術偏重於實際操作，在這方面的技術也的確造福於後代子孫，現代化學中使用的很多設備和技術是由此發展的，制葯技術中的一些精煉技術、凈水技術、合成橡膠和一些現代材料的製造都與其密切相關。

十九世紀末到二十世紀中葉

低合金高強度鋼→超高強度鋼→合金工具鋼→高速鋼

不銹鋼→耐熱鋼→耐磨鋼→電工用鋼

鋁合金→銅合金→鈦合金→鎢合金→鉬合金

金屬材料依然在材料家族中佔有統治地位

主要優勢：

1、金屬材料的力學性能全面，可靠性高，使用安全；

2、具有良好的溫度使用范圍；良好的工藝性能；

3、儲量豐富，適合大規模應用

鋼鐵材料

自工業革命以來，鋼鐵一直是人類使用的最重要的材料，是國家工業化的基礎，鋼鐵的生產能力是一個國家綜合實力的重要標志。目前世界鋼鐵產量仍然在逐年增長。

中國鋼鐵工業協會秘書長戚向東說：在2005年鋼鐵行業還是要把嚴格控制固定資產的投資作為一項首要的任務，同時進一步提高鋼鐵行業運行的質量和效益。

鋼鐵工業發展的趨勢

產品結構在變化：板材、管材、帶材等高附加值產品的比重大幅增長

產業集中度進一步提高：產鋼500萬噸以上的企業由13家增加到15家，佔全國鋼產量的45%

主要應用領域：作為工業中最重要的材料，在未來很長的一段時期內，鋼鐵材料的主導地位仍將難以動搖。

電力系統：工業鍋爐、熱交換管道、大型轉子和葉輪等

汽車工業：主要結構件、車床與機械工業

鐵路與橋梁、船舶與海上鑽井平台、兵器工業：坦克、大炮、槍械

石油開采機械及輸油管道、化工壓力容器、建築鋼筋和構架、

有色金屬材料

有色金屬材料是金屬材料中的重要一員，雖然其產量只是鋼鐵材料的6%，然而它卻以其獨有的性能有時佔有不可替代的作用。

鋁合金：最重要的輕金屬合金，具有低密度（2.7g/cm3）、抗大氣腐蝕、良好的導電性、高比強度和良好的加工性。是航空工業及多種工業領域中的重要結構材料。

鈦合金：密度小（4.5g/cm3）、強度高、耐高溫和腐蝕，在航空航天及其它工業領域有重要用途。

鎂合金：密度僅有1.7g/cm3，比強度高，減振能力強，在航空航天領域有重要作用。

鈹合金：密度1.8g/cm3，比剛度很高，尺寸穩定，慣性低，用於慣性導航和航天低重量剛性件，比熱大，可用於散熱片和飛行器頭部；中子反射截面高，用於原子能反應堆反射層等。

銅合金：用於機械、儀表、電機、軸承、汽車等工業。

鋅合金：用於電池鋅板，照相和膠印製版，模具和儀表零件。

鎳合金：工作溫度可達1050℃，用於航空、火箭發動機和反應堆中的高溫部件。

錳合金：減振性好，用於潛艇螺旋漿、鑽桿等。

鉛合金、錫合金：用於保險絲、熔斷器、焊料等

鎢合金：熔點高3407℃、密度大（19.3g/cm3），可用於大威力穿甲彈等。

鉬合金：熔點2610℃、在1100-1650℃下有較高的比強度。

鈮合金：熔點2477℃，用於飛機和宇宙飛船推進系統中的高溫材料。

金、銀、鉑、鈀、銠、銥等：具有良好的化學惰性、艷麗的色澤、長期不褪色，可做裝飾品、電子線路引線、精密電阻、熱電偶等。

金屬學的發展歷史

金屬材料在人類社會中的使用歷史雖然很長，然而，在相當長的一段時間內關於金屬材料方面的相關技術都只是停留在手工藝階段，而對掌握相關技術的人也只能稱為工匠，其原因在於其所掌握的只是經驗而沒有對金屬材料本質的理解。

1861年，英國人肖比首先使用光學顯微鏡研究了金屬的顯微結構，對金屬的組織結構有了初步的了解，從而開創了一門新的學科--金相學。

1905年X射線用於金屬研究，發現了金屬原子排列的規律性。

金屬學誕生

人類對金屬內部微觀結構的認識又深入了一步，發現了許多科學規律，解釋了大量過去不理解的現象。

電子顯微鏡的出現使人們能夠更加細致地了解金屬內部的結構，對其微觀世界的認識又前進了一大步。

近20年來，各種電子顯微分析設備不斷被研製成功，人們已經可以看到原子在材料中的排列，這一切都使金屬材料的研究進入了一個嶄新的階段。

不斷開拓新的功能：高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、阻尼合金、超導合金、形狀記憶合金、儲氫合金、納米金屬材料、非晶態金屬材料。

非晶態金屬

1960年美國加洲大學Duwez小組用快冷技術首次獲得了非晶態合金(Amorphous alloys) Au70Si30，發現非晶態合金具有很多常規合金不可比擬的優越性。

強度最高、韌性最好、最耐腐蝕、最易磁化

非晶的結構：晶體和非晶體都是真實的固體。晶體是長程有序，在晶體中原子的平衡位置為一個平移的周期陣列。非晶體是長程無序，短程有序，原子排列無周期性，又稱金屬玻璃。

玻璃化轉變動力學性質和冷卻速度有關，冷卻速度提高，玻璃轉變溫度降低。

要使原子凍結成保持非晶固體的位移，必須滿足原子弛豫時間（t)大於實驗冷卻時間。

相對於處於能量最低的熱力學平衡態的晶體相來說,非晶態固體是處於亞穩態。

金屬玻璃一旦形成,就能保持實際上無限長的時間。

結晶的基本過程：形核、長大

C曲線中開始結晶時間的長短決定了生成物的狀態

兩個方向：降低臨界冷卻速度、發展快速冷卻技術。

非晶的結構特點：

（1）非晶態是一種亞穩態，是在特定條件下形成的，因此在一定條件下將向晶態轉變，在向晶態轉變的過程中形核率高，因此可以得到十分細小的晶體，在許多條件下還可以 形成一些過度結構。

（2）非晶態合金中沒有位錯，沒有相界和晶界，沒有第二相，因此可以說是無晶體缺陷的固體。

（3）原則上可以得到任意成分的確均質合金相，因此大大開闊了合金材料的范圍，並且可以獲得晶態合金所不能得到的優越性能。

非晶合金的性能：

（1）特殊的物理性能：優異的磁學性能是許多非晶態合金的突出特點，具有軟磁性能的合金很容易磁化，一些非晶態永磁合金經過部分晶化後，性能還有大幅度的提高。非晶合金還有較高的電阻率，密度比晶體合金低1-2%，原子的擴散系數大一個數量級，熱膨脹系數為晶體的一半左右

（2）優良的耐腐蝕性能：由於其結構更加均勻，使腐蝕過程中不易形成微電池，因而具有更強的抗腐蝕能力。例如，在FeCl3溶液中，鋼完全不耐腐蝕，而Fe-Cr非晶合金基本不腐蝕，在H2SO4中，Fe-Cr非晶的腐蝕率是不銹鋼的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的鈍化膜。

（3）優異的力學性能：非晶合金中原子之間的鍵合比一般的晶體中的鍵強，而且無位錯等晶體缺陷，因此具有極高的強度。例如，4340超強度鋼的斷裂強度為1.6GPa，而非晶Fe80B20合金為3.63GPa，Fe60Cr6Mo6B28則達到4.5GPa。在具有高強度的同時，非晶態合金還有良好的韌性和良好的延展性，較高的硬度和耐磨性。

非晶的應用

新一代變壓器鐵芯，不僅易磁化、矯頑力低，且有很高的電阻，可以大為降低渦流，如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等鐵基軟磁材料的磁損是常用硅鋼片的1/3-1/5，能耗可以因此降低2/3，此外還可做磁記錄裝置、記憶元件材料等。

由於製造大塊非晶困難，因此其應用也受到限制，但可作為復合材料的增強體，高強度、抗海水腐蝕的銅基非晶合金可作為製造潛水艇的材料，某些鐵基非晶合金可作為快中子反應堆的化學過濾器。

高純金屬是現代許多高、新技術的綜合產物，雖然20 世紀30 年代便已出現「高純物質」這一名稱，但把高純金屬的研究和生產提高到重要日程，是在二次世界大戰後，首先是原子能研究需要一系列高純金屬，而後隨著半導體技術、宇航、無線電電子學等的發展，對金屬純度要求越來越高，大大促進了高純金屬生產的發展。
純度對金屬有著三方面的意義。第一，金屬的一些性質和純度關系密切。純鐵質軟，含雜質的鑄鐵才是堅硬的。另一方面，雜質又是非常有害的，大多數金屬因含雜質而發脆，對於半導體，極微量的雜質就會引起材料性能非常明顯的變化。鍺、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金屬、鹼金屬等有害雜質，可使半導體器件的電性能受到嚴重影響。第二，純度研究有助闡明金屬材料的結構敏感性、雜質對缺陷的影響等因素，並由此為開發預先給定材料性質的新材料設計創造條件。第三，隨著金屬純度的不斷提高，將進一步揭示出金屬的潛在性能，如普通金屬被是所有金屬中最脆的金屬。而在高純時被便出現低溫塑性，超高純時更具有高溫超塑性。超高純金屬的潛在性能的發現，有可能開闊新的應用領域，在材料學方面打開新的突破口，為高技術的延伸鋪平道路。

金屬的純度是相對於雜質而言的，廣義上雜質包括化學雜質（元素）和物理雜質（晶體缺陷）。但是，只有當金屬純度極高時，物理雜質的概念才是有意義的，因此生產上一般仍以化學雜質的含量作為評價金屬純度的標准，即以主金屬減去雜質總含量的百分數表示，常用N ( nine的第一字母）代表。如99.9999 ％寫為6N , 99.99999 ％寫為7N 。此外，半導體材料還用載流子濃度和低溫遷移率表示純度。金屬用剩餘電阻率RRR和純度級R表示純度。國際上關於純度的定義尚無統一標准。一般講，理論的純金屬應是純凈完全不含雜質的，並有恆定的熔點和晶體結構。但技術上任何金屬都達不到不含雜質的絕對純度，故純金屬只有相對含義，它只是表明目前技術上能達到的標准。隨著提純水平的提高，金屬的純度在不斷提高。例如，過去高純金屬的雜質為10-6級（百萬分之幾），而超純半導體材料的雜質達10一9 級（十億分之幾），並逐步發展到10 一12 級（一萬億分之幾）。同時各個金屬的提純難度不盡相同，如半導體材料中稱9N 以上為高純，而難熔金屬鎢等達6N 已屬超高純。
高純金屬製取通常分兩個步驟進行，即純化（初步提純），和超純化（最終提純）。生產法大致分為化學提純和物理提姓兩類。為獲高純金屬，有效除去難以分離的雜質，往往需要將化學提純和物理提純配合使用，即在物理提純的同時，還進行化學提純，如硅在無坩堝區熔融時可用氫作保護氣，如果在氫氣中加入少量水蒸氣，則水與硅中的硼起化學反應，可除去物理提純不能除去的硼。又如採用真空燒結法提純高熔點金屬鉭、鈮等時，為了脫碳，有時需要配人比化學計量稍過量的氧，或為脫氧配人一定數量的碳，這種方法又稱為化學物理提純。

一、化學提純

化學提純是製取高純金屬的基礎。金屬中的雜質主要靠化學方法清除，除直接用化學方法獲得高純金屬外，常常是把被提純金屬先製成中間化合物（氧化物、鹵化物等）, 通過對中間化合物的蒸餾、精餾、吸附、絡合、結晶、歧化、氧化、還原等方法將化合物提純到很高純度，然後再還原成金屬，如鍺、硅選擇四氯化鍺、三氧氫硅、硅烷( SiH4）作為中間化合物，經提純後再還原成鍺和硅。化學提純方法很多，常用的列於表一

表一：常用化學提純方法

二、物理提純

物理提純主要利用蒸發、凝固、結晶、擴散、電遷移等物理過程除去雜質。物理提純方法主要有真空蒸餾、真空脫氣、區域熔煉、單晶法（參見半導體材料章）、電磁場提純等，此外還有空間無重力熔煉提純方法。
物理提純時，真空條件非常重要。高純金屬精煉提純一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa ）中進行，真空對冶金過程的重要作用主要是：① 為有氣態生成物的冶金反應創造有利的化學熱力學和動力學條件，從而使在常壓下難以從主金屬中分離出雜質的冶金過程在真空條件下得以實現；② 降低氣體雜質及易揮發性雜質在金屬中的溶解度，相應降低其在主金屬中的含量；③ 降低金屬或雜質揮發所需溫度，提高金屬與雜質問的分離系數；④ 減輕或避免金屬或其他反應劑與空氣的作用，避免氣相雜質對金屬或合金的。污染。因此許多提純方法，如真空熔煉（真空感應熔煉、真空電弧熔煉、真空電子束熔煉）、真空蒸餾、真空脫氣等必須在真空條件下進行。
1 ．真空蒸餾
真空蒸餾是在真空條件下，利用主金屬和雜質從同一溫度下蒸氣壓和蒸發速度的不同，控制適當的溫度，使某種物質選擇性地揮發和選擇性地冷凝來使金屬純化的方法，這種方法以前主要用來提純某些低沸點的金屬（或化合物），如鋅、鈣、鎂、鎵、硅、鋰、硒、碲等，隨著真空和超高真空技術的發展，特別是冶金高溫高真空技術的發展，真空蒸餾也用於稀有金屬和熔點較高的金屬如鈹、鉻、釔、釩、鐵、鎳、鈷等的提純。

蒸餾的主要過程是蒸發和冷凝，在一定溫度下，物質都有一定的飽和蒸氣壓，當氣壓中物質分壓低於它在該溫度下的飽和蒸，氣壓的蒸氣壓時，該物質便不斷蒸發。蒸發的條件是不斷供給被蒸發物質熱量，並排出產生的氣體；冷凝是蒸發的逆過程，氣態物質的飽和蒸氣壓隨溫度下降而降低，當氣態組分的分壓大於它在冷凝溫度下的飽和蒸氣壓時，這種物質便冷凝成液相（或固相），為使冷凝過程進行到底，必須及時排出冷凝放出的熱量。影響真空蒸餾提純效果的主要因素是：① 各組分的蒸氣分壓，分壓差越大，分離效果越好；② 蒸發和冷凝的溫度和動力學條件，一般溫度降低可增大金屬與雜質蒸氣壓的差距，提高分離效果；③ 待提純金屬的成分，原金屬中雜質含量越低，分離效果越好；④ 金屬和蒸發和冷凝材料間的作用，要求蒸發冷凝材料本身有最低的飽和蒸氣壓；⑤ 金屬殘余氣體的相互作用；⑥ 蒸餾裝置的結構；⑦ 真空蒸餾有增鍋式和弟增鍋式兩種，無增鍋蒸餾一般通過電磁場作用將金屬熔體懸浮起來（見圖一 ) ，有關蒸餾工藝請參見上述元素的精製過程。

圖一: 無坩堝蒸餾裝置

1—紿料機構；2—待提純金屬；3—擋板；4—陰極；5—冷凝器；
6—遮熱板；7—金屬收集器；8—真空；9—抽真空裝置

2 .真空脫氣
真空脫氣是指在真空條件下脫除金屬中氣體雜質的過程。實際上是降低氣體雜質在金屬中的溶解度。根據西韋茨定律，恆溫下雙原子氣體在金屬中的溶解度和氣體分壓的平方根成正比。因此提高系統的真空度，便相當於降低氣體的分壓，亦即能降低氣體在金屬中的溶解度，而超過溶解度的部分氣體雜質便會從金屬中逸出而脫除。以擔粉真空熱處理為例，在高真空（2.5 一6μPa）條件下，擔的水分在100 一200℃ 急劇揮發，600 - 700℃ 氫化物分解逸出，鹼金屬及其化合物在1100 一1600℃ 溫度下揮發，大部分鐵、鎳、鉻等以低熔點氧化物形態揮發，2300℃ 時氮揮發逸出，對比氫、氮對金屬親和勢大的氧，則以加碳脫氧（「C] ＋「O] = CO↑）和以上雜質金屬低價氧化物MeON 的方式除去。真空脫氣廣泛用於高熔點金屬鎢、鉬、釩、鈮、鉭、錸等的純化。

3 ．區域熔煉

區域熔煉是一種深度提純金屬的方法，其實質是通過局部加熱狹長料錠形成一個狹窄的熔融區，並移動加熱使此狹窄熔融區按一定方向沿料錠緩慢移動，利用雜質在固相與液相同平衡濃度差異，在反復熔化和凝固的過程中，雜質便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布；熔區一般採用電阻加熱，感應加熱或電子束加熱，下圖為鍺區域熔煉示意圖。

圖二：鍺的區域熔煉提純示意圖

區域熔煉廣泛用於半導體材料煌高熔點金屬鎢、鉬、鉭、鈮的提純，更用於高純鋁、鎵、銻、銅、鐵、銀等金屬的提純。對含雜質約1x10-3 ％的鍺，在區域提純6 次後，高純鍺部分的雜質濃度可降到1x 10一8 ％。鎢單晶經5 次區熔後可由40 提高到2000。

4 ．電遷移提純

電遷移是指金屬和雜質離於在電場的作用下往一定方向遷移或擴散速度的差別來達到分離雜質的目的。是新近發展起來的用於深度提純金屬的方法，其特點是分離間隙雜質（特別是氧、氮、碳等）的效果好，但目前僅應用於小量金屬的提純。將其和其他提純方法結合使用，可獲超高純度的金屬。

將棒狀樣品通過流電，母體金屬和雜質離子便向一定方向移動，這時離子的漂移速度為：V = UF

式中，V 為離子漂移速度；U 為離子遷移率；F 為作用於離子的外力，它由電場作用力。和導電電子散射作用於離子的力組成。這些作用力和離子有效電荷數有關。依母體離子和雜質離子的電荷數不同租擴散、漂移速度不同而達到分離目的。

5 ．電磁場提純

在電磁場作用下深度提純高熔點金屬的技術越來越多地被採用。電磁場不限於對熔融金屬的攪拌作用，更主要的是電磁場下可使熔融金屬在結晶過程中獲得結構缺陷的均勻分布，並細化晶粒結構。在半導體材料拉制單晶時，在定向結晶時熔體中存在溫度波動，這種溫度波動會導致雜質的層狀分布，而一個很小的恆定磁場就足以消除這種溫度波動。在多相系統結晶時，利用電磁場可使第二相定向析出，生成類似磁性復合材料的各向異性的組織結構，電磁場還用於懸浮熔煉，這時電磁場起能源支撐作用和攪拌作用，利用雜質的蒸發和漂走第二相（氧化物、碳化物等）來純化金屬。由於不存在和容器接觸對提純金屬造成的污染問題，被普遍用於幾乎所有高熔點金屬的提純，如鎢、鉬、鉭、鈮、釩、錸、鋨、釕、鋯等。
6 ．提純方法的綜合應用
各個提純方法都是利用金屬的某個物理性質或化學性質和雜質元素間的差異而進行分離達到提純目的的，如真空蒸餾是利用金屬和雜質的飽和蒸氣壓和揮發速度的差異。區域熔煉是利用雜質在固相和液相間的溶解度差異而進行提純分離的，因而各個方法都有一定的長處（對某些雜質分離效果好）和短處（對另一些雜質分離效果差）。即使是同一個提純方法，也因金屬性質的不同，提純效果差別很大，如區域熔煉對高熔點金屬的提純效果好，但對某些稀土金屬的提純效果則不理想。欲獲深度提純金屬的效果，一般需要綜合應用多種提純手段。在這方面，各個方法的合理結合應用和先後順序使用十分重要，通常是將電子束熔煉或蒸餾和區域熔煉或電遷移法相結合，即先進行電子束熔煉或蒸餾提純，再以區域熔煉或電遷移提純作為終極提純手段，以被為例，為獲超高純鈹，最好先多次蒸餾提純，再真空熔煉，最後進行區域熔煉或電遷移提純，經這樣提純後所得鈹單晶純度達99 .999 % ，殘余電阻率R＞1 000 。在製取超純鍺時，一般先用化學法除去磷、砷、鋁、硅、硼等雜質，再用區熔法提純得到電子級純鍺；最後多次拉晶和切割才能達到13N 的純度要求。下表為各種方法結合使用提純金屬錸的效果。

表二：各種提純方法提純金屬錸的效果

7 ．宇宙空間條件下提純金屬

宇宙空間的開發為提純金屑製造了新的機會。宇宙空間的超高真空（約10-1OPa）、超低溫和基本上的無重力，為金屬提純提供了優越條件。在這種條件下，液態金屬中將不會有對流的問題，結晶時雜質的分布將只具有純擴散性質，熔化金屬毋需坩堝，超高真空尤其有利於雜質的揮發和脫氣。這些對於採用熔煉、蒸發、區域熔煉等方法提純化學活性大的金屬和半導體材料來說更是非常理想的條件。以提純鍺為例，在地球上鍺垂熔時雜質稼的分離系數為0.1/0.15，而在宇宙空間時則達0.23/0.17 。在無重力條件拉制的晶體的完整性較在重力條件下的完整性好很多。以銻化銦為例，其位錯密度比只是在重力條件下的位錯密度的1/6 。由於宇宙中液態金屬表面張力系數值很大，故在宇宙間用無坩堝區域熔煉法必定能制備出極高純度和完整性的單晶來。此外，超低「宇宙」溫度也具有良好的應用前景。

此文附圖，參考：http://www.chinesemine.cn/zy/2008/0706/article_202.html

⑺ 求實驗室減壓蒸餾裝置圖

實驗室減壓蒸餾裝置圖如下圖所示：

實驗原理

1.減壓蒸餾適用對象

在常壓蒸餾時回未達沸點即已答受熱分解、氧化或聚合的物質

2、減壓下的沸點

(1)通常液體的沸點是指其表面的蒸氣壓等於外界大氣壓時的溫度；

(2)液體沸騰時溫度是與外界的壓力相關的，即外界壓力降低沸點也降低；

(3)利用外界壓力和液體沸點之間的關系，將液體置於一可減壓的裝置中，隨體系壓力的減小，液體沸騰的溫度即可降低，這種在較低壓力下進行蒸餾的操作被稱為減壓蒸餾。

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注意事項

1.真空油泵的好壞決定於其機械結構和真空泵油的質量，如果是蒸餾揮發性較大的有機溶劑，其蒸氣被油吸收後，會增加油的蒸氣壓，影響泵的抽真空效果；如果是酸性的蒸氣，還會腐蝕泵的機件；

另外，由於水蒸氣凝結後會與油形成濃稠的乳濁液，破壞了油泵的正常工作。因此，在真空油泵的使用中，應安裝必要的保護裝置。

2.測壓計的作用是指示減壓蒸餾系統內部的壓力，通常採用水銀測壓計，一般可分為封閉式和開口式兩種。使用時必須注意勿使水或臟物侵入測壓計內。水銀柱中也不得有小氣泡存在。否則，將影響測定壓力的准確性。

⑻ 求氨氮蒸餾裝置圖

本標准參照採用國際標准ISO5663-1984《水質——凱氏氮的測定——硒催化礦化法》。

1主題內容與適用范圍

1.1主題內容本標准規定了以凱氏(Kjeldahl)法測定氮含量的方法。它包括了氨氮和在此條件下能被轉化為銨鹽的有機氨化合物。此類有機氮化合物主要是指蛋白質、月示、腖、氨基酸、核酸、尿素及其他合成的氮為負三價態的有機氮化合物。它不包括疊氮化合物、連氮、偶氮、腙、硝酸鹽、亞硝基、硝基、亞硝酸鹽、腈、肟和半卡巴腙類的含氮化合物。

1.2適用范圍

本標准適用於測定工業廢水、湖泊、水庫和其他受污染水體中的凱氏氮。

1.3測定范圍

凱氏氮含量較低時，分取較多試樣，經消解和蒸餾，最後以光度法測定氨。含量較高時，分取較少試樣，最後以酸滴定法測定氨。

1.4最低檢出濃度

試料體積為50mL時，使用光程長度為10mm比色皿，最低檢出濃度為0.2mg／L。

2原理

水中加入硫酸並加熱消解，使有機物中的胺基氮轉變為硫酸氫銨，游離氨和銨鹽也轉為硫酸氫銨。消解時加入適量硫酸鉀提高沸騰溫度，以增加消解速率，並以汞鹽為催化劑，以縮短消解時間。消解後液體，使成鹼性並蒸餾出氨，吸收於硼酸溶液中。然後以滴定法或光度法測定氨含量。汞鹽在消解時形成汞銨絡合物，因此，在鹼性蒸餾時；應同時加入適量硫代硫酸鈉，使絡合物分解。

3試劑

本標准所用試劑除另有說明外，均為分析純試劑。實驗用水均為無氨水。

3.1無氨水制備

3.1.1離子交換法：將蒸餾水通過一個強酸性陽離子交換樹脂(氫型)柱，流出液收集在帶有磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。

3.1.2蒸餾法：於1L蒸餾水中，加入0.1mL濃硫酸，並在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，然後集取約800mL餾出液於具磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。

3.2硫酸，P20＝1.84g／mL。

3.3硫酸鉀(K2SO4)。

3.4硫酸汞溶液：稱取2g紅色氧化汞(HgO)或2.74g硫酸汞(HgSO4)，溶於40mL(1＋5)硫酸溶液中。

3.5硫代硫酸鈉一氫氧化鈉溶液：稱取500g氫氧化鈉溶於水，另稱取25g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)溶於上述溶液中，稀釋至1L，貯於聚乙烯瓶中。

3.6硼酸溶液：稱取20g硼酸(H3BO3)溶於水，稀釋至1L。

3.7硫酸標准溶液，c(1/2H2SO4)＝0.02mo1／L：分取11mL(1＋19)硫酸，用水稀釋至1L。按下述操作進行標定。

稱取經180℃乾燥2h的基準試劑級碳酸鈉(Na2CO3)約0.5g(稱准至0.0001g)，溶於新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶內，稀釋至標線。

移取上述25.00mL碳酸鈉溶液於150mL錐形瓶中，加25mL新煮沸放冷的水，加1滴甲基橙指示液(0.5g／L)，用硫酸標准溶液滴定至淡橙紅色止，記錄用量。

計算：

C=m*1000825/(V*53*250)

式中：c——硫酸標准溶液濃度，mo1／L；

m——稱取碳酸鈉質量，g；

V——硫酸標准溶液滴定消耗體積，mL；

53——碳酸鈉(1/2H2SO3)摩爾質量。

3.8甲基紅-亞甲藍混合指示液：稱取200mg甲基紅溶於100mL95％乙醇。稱取100mg亞甲藍溶於50mL95％乙醇。以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍溶液混合後供用。每月配製。

4儀器

4.1凱氏定氮蒸餾裝置

參見下圖。

⑼ 有機肥檢測方法及儀器

有機肥檢測可以使用土壤養分測定儀，該儀器可檢測土壤及化肥、有機肥（回含葉面肥、水溶肥、噴答施肥等）、植株中的速效氮、速效磷、有效鉀、全氮、全磷、全鉀、有機質、酸鹼度，鈣、鎂、硫、鐵、錳、硼、鋅、銅、氯、硅等各種中微量元素以及鉛、鉻、鎘、汞、砷等各種重金屬含量。

土壤養分測定儀可以測定肥料中氮（N）、磷（P）、鉀（K）等養分，並且具有同時、快速、准確檢測的優點。

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有機肥料技術指標

1、有機質分子質量（以烘乾基計）45，總養分（氮+五氧化二磷+氧化鉀）的質量分數（以烘乾基計）≥5.0，水分（鮮樣）的質量分數≤30，酸鹼度（PH）5.5-8.5。

2、金屬指標單位：mg/kg

總砷(As)（以烘乾基計）≤15；總汞（Hg）（以烘乾基計）≤2；總鉛（Pb）（以烘乾基計）≤50；總鉻（Cr）（以烘乾基計）≤150；總鎘（Cd）（以烘乾基計）≤3

3、細菌指標

蛔蟲卵死亡率和糞大腸菌群數指標應符合NY884 的要求。

參考資料來源：網路—有機肥

參考資料來源：網路—土壤養分測定儀

⑽ ICP-MS法測定

儀器設備與器皿

電感耦合等離子體質譜儀。

Carius管一種高硼厚壁耐高壓大玻璃安瓿瓶。裝溶液部分長20cm，外徑1.9cm。壁厚3mm。細頸部分長6cm，外徑1cm，壁厚1.5mm。還可根據需要改變尺寸。

不銹鋼套管兩端有帶泄壓孔的螺旋帽，尺寸大小取決於Carius管的大小。

准確控溫鼓風烘箱20～300℃，±1℃。

高溫爐1100℃。

離心機可離心10～50mL離心管。

鋯坩堝直壁，35mL(美國MetalTechnologyInc.生產)，使用前置鋯堝於高溫爐中，加熱升溫至250℃，以後每15min增加25℃，直到700℃。於700℃保溫45min，然後冷卻至室溫。這樣堝壁表面被鈍化，從銀灰色轉為黑色，可在一定程度上保護坩堝在試樣熔融時少受過氧化物侵蝕。使用前用熱12mol/LHCl清洗3次。在反復使用前重復以上操作。

Teflon分液漏斗120mL。

Teflon或聚丙烯離心管50mL、15mL、10mL。

Teflon燒杯150mL。

Parafilm密封膜。

Teflon試劑瓶30mL、60mL、120mL、250mL、500mL。

石英試劑瓶1000mL、2000mL

鼓泡和洗氣裝置可選用養金魚的小氣泵，產生的氣體經裝有超純水的洗氣瓶清洗後通入蒸餾瓶。用針形伐調節通入氣泡的速度。

蒸餾裝置常規蒸餾裝置示於圖86.1a中。材質為普通玻璃，由3部分組成:①送氣系統，由氣泵、洗氣瓶和相互連接的乳膠管組成。②主體蒸餾部分，在100mL圓底磨口蒸餾瓶上面裝有迴流管。一側有通氣管，可通入潔凈空氣到蒸餾瓶底部溶液中，通氣管底部與蒸餾瓶底部內側距離約為0.5～1cm，以保證通氣順暢。另一側上部有帶磨口排氣管，可導出揮發性蒸餾產物OsO₄。③OsO₄吸收部分，25mL比色管，內裝5mL超純水，置於冰水浴中。

Carius管直接蒸餾分離鋨方法裝置示於圖86.1b中。蒸餾裝置由3部分組成:①送氣系統，由氣泵、流量計、洗氣瓶及塑料連接管組成。②主體蒸餾部分，Carius管置於圓底燒瓶中，靠水浴加熱。Carius管密封頭為3cm長硅膠管(外徑12mm，壁厚2mm)用玻璃堵頭密封硅膠管一頭，然後用針在硅膠管兩側向斜下方扎2個孔，分別插入2根Teflon通氣管(外徑2mm，壁厚0.5mm)，其中進氣管較長，位於管內一端可達到逆王水液面下底端，出氣管較短，管內一端位於Carius管上部無溶液處。實驗前要預先准備好多套Carius管密封頭。③OsO₄吸收部分，5mL玻璃試管內裝2mL超純水，置於冰水浴中，吸收蒸餾出的OsO₄。為防止Os的記憶效應，硅膠管和Teflon通氣管均為一次性使用。

圖86.1 蒸餾裝置示意

器皿清洗

Carius管清洗首先用去污粉初步清洗，洗掉表面油污和灰塵，然後泡在K₂Cr₂O₇-H₂SO₄洗液中一周，取出用超純水清洗干凈，150℃烘乾，用干凈的塑料袋包裝好，備用。如果Carius管的加工過程沒有Re、Os污染，也可以直接使用，不清洗。

玻璃蒸餾器、燒杯、比色管和其他玻璃器皿清洗用100g/LKOH乙醇溶液浸泡2h，用水清洗後在熱的稀王水中煮0.5h，最後用超純水沖洗干凈。

Teflon分液漏斗和燒杯清洗使用完畢後立即用熱水沖洗，然後在熱的(1+4)HCl中浸泡，最後用超純水沖洗干凈。

試劑與材料

試劑中若Re或Os含量大於1pg/g，需進行純化，以確保Re和Os含量均小於1pg/g。

超純水電阻率18MΩ·cm。

丙酮MOS級。

NaOH溶液優級純，c(NaOH)=5mol/L。

Na₂O₂分析純。

超純HCl優級純HCl經雙瓶蒸餾純化。純化後，c(HCl)=10mol/L。

超純HNO₃用小氣泵通入空氣到裝有超純水的250mL玻璃洗氣瓶，然後通入裝有優級純硝酸的250mL蒸餾瓶中，加熱微沸2h除去痕量Os。通氣速度2～3氣泡/s。再進行一次雙瓶蒸餾除去Re。純化後，c(HNO₃)=15.5mol/L。

H₂O₂優級純。

H₂SO₄MOS純。

¹⁸⁵Re稀釋劑金屬粉末(美國橡樹嶺國家實驗室產品)。

¹⁹⁰Os稀釋劑金屬粉末(美國橡樹嶺國家實驗室產品)。

金屬Re帶高純金屬w(Re)=99.999%(美國Cross公司)。

(NH₄)₂OsCl₆光譜純，英國JohnsonMalthey產品。

¹⁸⁵Re、¹⁹⁰Os稀釋劑溶液稀釋劑溶液的制備與濃度標定見附錄86.5A。

同位素比值標准溶液同位素比值標準的配製與測定見附錄86.5B。

Re-Os同位素標准物質輝鉬礦定年標准參考物和其他岩石礦物標准參考物定值數據列於附錄86.5C。

試樣制備

1)樣品採集和加工。輝鉬礦是最重要的Re-Os定年礦物。對野外採集的輝鉬礦礦石樣品粉碎後進行輝鉬礦單礦物挑選，將選出的輝鉬礦單礦物置於顯微鏡下檢查，確保晶體新鮮、無氧化、無污染，然後，將其研磨至小於74μm。有些輝鉬礦成片狀，很難磨細，可用剪刀剪碎後進行研磨。研磨時可加入少許無水乙醇以防止試樣飛濺。裝入稱量瓶，在80℃烘2h，置於乾燥器中備用。用於Re-Os同位素分析。

為了減少輝鉬礦中¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os失耦現象對准確測定年齡的影響，一定要多采樣，細磨碎。各種地質體里輝鉬礦中Re、Os含量差別較大，取樣量也有很大差別。一般希望准備0.3～1g試樣，特別是對於易發生失耦現象的大顆粒、長年齡以及鎢礦石英脈中的大顆粒輝鉬礦，要有1g左右的試樣。大的晶體比小的晶體失耦現象嚴重，所以最好多選小晶體。將所選顆粒試樣磨細(<0.1mm)混勻，有利於得到穩定重現的年齡結果。

其他的Re-Os定年礦物，Re、Os含量較低，一般需要准備5g左右的試樣。對於Cu-Ni硫化物礦，最好選擇新鮮的、純的塊狀硫化物礦石。

為了得到相關性很好或者說權重均方差較小的Re-Os等時線，要在較大范圍內多采一些試樣，最好有10個試樣，使得Re含量和Re/Os比變化較大。如果只在一塊礦石中取樣，可能導致點在等時線上分布過於集中，等時線年齡誤差過大。

2)試樣中Re、Os含量的初測。不同岩石礦物中Re、Os含量變化很大。首先可根據Re、Os在各種岩石礦物中的大約含量決定取樣量，並做初步測定，根據測定結果決定實際取樣量和稀釋劑加入量。可根據實驗室條件自行選擇一種簡便易行的方法進行初測，也可直接按下述試樣分解操作，待得到結果後，再調整取樣量和稀釋劑加入量，重新進行精確測定。

3)取樣量和稀釋劑加入量。根據試樣中Re、Os大約含量和儀器的靈敏度決定取樣量和稀釋劑加入量。詳細計算過程參見下面測定結果計算部分。一般來說，輝鉬礦Re、¹⁸⁷Os含量較高，取樣量約為2～400mg;其他硫化物和岩石試樣Re、Os含量低，取樣量約為0.2～2g。稀釋劑的加入量應大約等於試樣中Re、Os的含量。對於不同Re/Os比值的試樣，應採用不同濃度、不同混合比的混合稀釋劑。採用混合稀釋劑可消除年齡計算中稀釋劑的稱量誤差。

4)試樣分解。本節只介紹Carius管溶樣和鹼熔兩種最常用的試樣分解方法。對於輝鉬礦、黃鐵礦、毒砂、橄欖岩等試樣，目前一般多採用Carius管溶樣方法。對於難熔岩石礦物，如含鉻鐵礦、尖晶石等試樣，可採用鹼熔方法或高溫高壓(～300℃)Carius管溶樣方法。

a.Carius管王水介質分解試樣。准確稱取一定量(2～1000mg，精確到0.01mg)試樣。通過細長頸玻璃漏斗加入到Carius管底部。緩慢加乾冰或液氮到已裝有半杯乙醇的保溫杯中，邊加邊攪拌，使成黏稠狀，保持溫度在-50～-80℃。把裝好樣的Carius管放到該保溫杯中，把事先准確稱取在Teflon小瓶內的一定量(精確到0.01mg)混合稀釋劑溶液通過原細頸漏斗加入到Carius管底部，順序加入3mLHCl、5mLHNO₃、1mLH₂O₂。取樣量少時，酸量可適當減少。H₂O₂的加入可提高ICP-MS測定Os的靈敏度，如Os含量高時可以不加。要注意一定要當一種溶液冷凍後再加入後一種溶液，否則可能由於稀釋劑中¹⁹⁰Os的少量揮發損失導致年齡測定值偏高。待管內溶液完全冷凍後，用煤氣氧氣火焰加熱封好Carius管的細頸部分。為了防止凍結溶液回到室溫後，因試樣和試劑反應激烈，管內壓力驟然增大可能發生爆炸，最好在管內溶液解凍前就將Carius管放入兩端有泄壓孔的不銹鋼套管內。將套管輕輕放入鼓風烘箱內，估計化凍後，逐漸升溫到230℃。保溫24h。黃鐵礦與逆王水反應激烈，升溫到200℃即可。在高溫加熱時，有可能發生爆炸，但有鋼套保護，不會造成人身傷害。待冷卻到室溫後，取出Carius管，再放入-50～-80^oC的保溫杯中。在底部溶液凍結的情況下，用玻璃刀在細頸部分上端劃痕。用煤氣氧氣火焰燒紅一根細玻璃棒的一端，觸燙劃痕，使產生裂紋(有時管內壓力過大，Carius管的端頭可能崩掉，造成人身傷害，最好先在Carius管細頸部分用火焰熔化玻璃燒一個洞，泄壓後再劃痕開管)，而後放入冰櫃。測定前取出，放入冰水浴中。待所封溶液解凍融化後，用木棒輕敲Carius管細頸部分頂端使其斷開，轉出溶液。以上操作涉及高溫高壓，操作者胸前要有1cm厚有機玻璃屏蔽板，並戴防護面具。避免爆炸造成人身傷害。一定要注意安全!

b.鋯堝鹼熔分解試樣。稱取一定量(精確到0.01mg)混合稀釋劑於鋯坩堝中，放入冰箱中冷凍0.5h。加入過量5mol/LNaOH溶液，在瞬間中和稀釋劑中的酸，並轉化為使錸、鋨穩定的鹼性溶液。注意輕加、輕搖稀釋劑溶液，盡量不要使溶液爬壁過高，否則嚴重影響同位素交換平衡，導致結果誤差偏高。冷卻的鋯堝可吸收酸鹼中和所產生的熱量，以防止稀釋劑中鋨的損失。蒸干轉為鹼性介質的稀釋劑後，稱入0.5～1g(精確至0.0001g)試樣和4gNaOH。為避免污染，外套瓷坩堝，放入325℃高溫爐中。升溫速度25℃/20min，至400℃。這是為了熔化NaOH以使試樣和稀釋劑均勻化，在此還原條件下要盡量輕一些搖動(試樣的流動性不好)。冷卻，加入4gNa₂O₂(加入4gNa₂O₂後，溫度升到450℃以上熔融液流動性變好。如需過夜操作，把帶試樣的鋯堝放在乾燥器內保存)。混合物先後在450℃、550℃和650℃各停留20min，並搖動幾次。冷卻後，擦凈鋯堝外壁，放入已有50mL熱水的150mLTeflon燒杯內，注意水一定要蓋過坩堝，蓋蓋。在電熱板上微沸1h。用水清洗並取出坩堝。繼續加熱至提取液體積為50mL。轉入50mL離心管，離心。一半上清液轉入Teflon分液漏斗中用於Re的萃取分離，另一半提取液轉入蒸餾瓶用於Os的分離。

5)Re-Os分離流程。

a.Os的常規蒸餾。對於Carius管試樣分解直接用20mL水將管中液體轉入蒸餾裝置的蒸餾瓶中。用25mL比色管，內裝5～10mL超純水，放在冰水浴中，吸收蒸餾出的OsO₄(圖86.1a)。加熱微沸，蒸餾30min。水吸收液用於ICPMS測定Os同位素比值。

對於鹼熔試樣分解方法將一半提取液轉入蒸餾裝置的蒸餾瓶中，加入約0.5gCe(SO₄)₂，安裝好蒸餾裝置後，從頂部帶活塞的漏斗加入約30mL9mol/LH₂SO₄，然後按上一段方法進行蒸餾，用5～10mL超純水吸收蒸餾出的OsO₄。

b.Carius管直接蒸餾。將溶好冰凍的Carius管打開，蒸餾前放在冰水浴中回溫後，斷開細頸，加入數毫升MilliQ水，將事先准備好的Carius管密封頭套在Carius管的細頸部分［圖86.1(b)］，按「儀器設備與器皿」中蒸餾裝置的說明連接好管路，在Teflon管插入硅膠管處用水幫助密封。調節到合適的通氣流速，觀察到Carius管內溶液和OsO₄吸收液中氣泡均勻而穩定後，將其置於裝有微沸水的燒瓶中，在選定的進氣流量條件下，進行直接蒸鎦。用內裝2mL超純水的5mL玻璃試管(冰水浴)吸收蒸餾出的OsO₄。

c.丙酮萃取分離Re。對於Carius管試樣分解方法，將蒸餾Os後的殘液置於120℃電熱板上加熱至近干(如果Re含量很高，也可只取部分溶液進行此項操作)，加入少量水加熱趕酸，重復趕酸一次。加入10mL6mol/LNaOH，微熱以促進轉為鹼性介質。將鹼性試樣溶液和沉澱一並轉入120mLTeflon分液漏斗中。加入10mL丙酮萃取Re。振盪1min，靜止分層(如沉澱太多，需多加6mol/LNaOH溶液，轉入50mL離心管離心，將上層清液轉入分液漏斗進行分相)。棄去下層水相和沉澱。加2mL6mol/LNaOH溶液到分液漏斗中，振盪1min，進一步洗去丙酮相中的雜質，棄去下層水相。將丙酮相轉入50mL離心管中，離心10min，用滴管取出上部丙酮到已加有2mL水的100mLTeflon燒杯中(這一次離心是為了保證丙酮相不會夾雜鹼液，防止以後溶液含鹽量過高而導致霧化器堵塞)。由於丙酮沸點為56.48℃，為避免爆沸，在電熱板上開始加熱務必保持約50℃，待丙酮蒸發完後，可升高電熱板溫度到120℃，繼續加熱剩餘水溶液至干。用0.5mL超純HNO₃中和溶解殘渣。有時HNO₃提取液呈黃色，這可能是丙酮的降解產物。反復加熱近干並滴加H₂O₂和HNO₃，可使溶液清亮無色。該溶液被稀釋為約含Re3ng/mL的(2+98)HNO₃溶液，用ICP-MS測定Re同位素比值。

對於鹼熔方法分解的試樣，特別適合丙酮萃取分離Re。因為無需進行介質轉化，將一部分提取液直接轉入Teflon分液漏斗中，按上一段方法進行Re的萃取分離。

以上是通用的方法。對於Re含量高，取樣量在50mg以下的輝鉬礦試樣，可以只加4mL6mol/LNaOH轉化試樣成鹼性介質，並直接轉入10mLTeflon離心管內，加入4mL丙酮，震搖1min，離心分相，用滴管取出上面部分丙酮溶液，按前述方法制備成含Re約3ng/mL的(2+98)HNO₃硝酸溶液，用ICP-MS測定Re同位素比值。

Re、Os同位素比值測定

以ThermalX-7ICP-MS為例的要求操作參數見表86.5。

表86.5 ICP-MS儀器測量參數

ICP-MS採用溶液進樣，被測元素在ICP中發生電離，四極桿選擇通過的質量數，最後用電子倍增器接收信號，採用動態跳峰的方式得到同位素比值。ICP-MS測量不同試樣時通常需要仔細清洗Teflon進樣管，密切監控溶液的基體效應、質量分餾效應和元素間質量干擾。在進行同位素分析時仔細調節儀器參數，以達到最佳測量狀態。

一般來說金屬硫化物中Re的含量比Os含量高得多。獲得正確地質年齡的關鍵之一是ng量級甚至pg量級Os含量及同位素組成的准確測定。Os的價態行為比較復雜，在酸性、鹼性和水溶液中主要以+4、+6和+8價狀態存在;隨著溫度和放置時間的變化，價態很容易轉化。以往實驗證明(何紅蓼等，1993)，不同價態的ICP-MS靈敏度差別較大。這是因為被分析溶液經過霧化形成氣溶膠進入等離子體，其霧化效率只有1%～2%。Os(+4、+6)的信號正是由這～2%的有效霧化部分所產生的，其餘～98%則未經利用而作為廢液排除。因Os(+8)有很強的揮發性，在排廢前的霧化過程中就以OsO₄氣體形式逸出，被載氣帶入ICP，使+8價Os的靈敏度比+4價和+6價高～50倍，這有效地提高了ICP-MS測定Os的靈敏度和精度。OsO₄的易揮發性帶來了ICPMS測定時的高靈敏度，同時也影響了OsO₄水溶液長期保存的穩定性。用於ICP-MS測定的OsO₄水溶液如放置時間太長，OsO₄的揮發損失將導致Os信號變小。為了防止OsO₄揮發損失，可將其冷凍(-18℃)。存於25mL玻璃比色管中的OsO₄水溶液體積不要超過5mL，並盡量將比色管斜放，否則比色管容易被凍裂。

OsO₄水溶液最好貯藏在玻璃或石英容器中。如貯藏在聚乙烯瓶中，數小時後就被瓶壁還原吸附，ICP-MS測定信號就完全消失了。

ICP-MS測定Re、Os採用溶液直接進樣，簡單快速。為了得到准確的同位素比值，一般要重復5次進樣測定。OsO₄溶液能夠滲透到Teflon進樣管的管壁中，且氣態OsO₄會分布於整個霧化系統的各個死角，具有很強的記憶效應。為了清洗Teflon進樣管中記憶的Os，首先用超純水清洗，再用(5+95)超純HNO₃和H₂O₂交替清洗進樣管。最後用超純水徹底將進樣管清洗干凈，以避免試樣之間的交叉污染。一般ICP-MS採用蠕動泵進樣，有利於溶液勻速進入系統。但在泵對軟管的推動和擠壓下蠕動泵的軟管內壁變得粗糙，使Os的記憶效應更為嚴重。在測定Os時最好利用霧化器形成的負壓直接將溶液引入。

電子倍增器在脈沖方式工作時，在高計數率的情況下，檢測器獲得的計數比實際到達檢測器的離子數要少，這種現象主要是檢測器的死時間所致。在同位素分析中，為了獲得較好的精密度和准確度，一般要求足夠高的計數率，由此可能會導致豐度較高的同位素離子計數率受到死時間的嚴重影響，從而影響同位素比值測定的精度和准確度，因此必須對死時間進行校正。一般儀器在計算比值時會自動扣除隱含的死時間。儀器的死時間會隨著儀器使用時間和電子倍增器性能的變化而有改變，對於要求精確的同位素比值測定最好經常測定一下。死時間校正公式為Vanhaecke1998年得出:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:C_corr為經過死時間校正後的同位素計數值;C_obs為未作儀器死時間校正時觀測到的同位素的計數值;τ為檢測器死時間。

測定死時間的主要步驟為:配製一組不同濃度的普通Re溶液;在死時間設置為零的條件下測定每個溶液的同位素比值;對各濃度測定的同位素比值分別用0ns、10ns、20ns、30ns、40ns、50ns、60ns、70ns死時間進行校正;計算同位素比值歸一化值R，R為死時間校正後的Re同位素比值(187/185)除以推薦值1.674(Bohlkea，2005);以歸一化值R為縱坐標，校正所用的死時間為橫坐標作圖，得到不同濃度系列的數條直線;各濃度直線的相交點對應的時間即為需要確定的檢測器的死時間(圖86.2)。從理論上講，不同濃度的直線應交匯於一點，但實際測定值總有一定誤差。從圖上可見，此次死時間的測定結果約為43ns。

圖86.2 檢測器死時間測定

死時間的測定不可能完全准確，所以即使經過死時間校正，仍會存在一定誤差，特別是高計數率時。在測定比值的時候，分子和分母都會受到影響;如果比值接近1時，最後給比值帶來的誤差會由於相互抵消而減小，即比值測定結果受死時間誤差的影響較小。假定死時間的誤差為5ns，經過上面公式計算，如果測定的同位素比值分別為0.2、0.5和0.8，要求比值的偏差在0.1%以下，那麼分母同位素計數率的上限值分別為20×10⁴、40×10⁴和100×10⁴。一般控制在40×10⁴以下。

質量分餾效應和同位素干擾校正

1)質量分餾效應校正。與N-TIMS相比，ICP-MS的一個嚴重缺點是質量分餾較大，這直接影響同位素比值測量的准確性，必須加以校正。普通Os有7個同位素，其中¹⁸⁷Os和¹⁸⁶Os屬放射成因同位素，其他5個穩定同位素之間的比值是不變的，很適合於用內標法進行質量分餾校正。內標法要求質量分餾和同位素質量之間存在著某種函數關系(線性規律、指數規律和對數規律)。實驗結果表現出近似的線性關系和對數關系。對於未加稀釋劑的普通鋨溶液，可以用內標在線校正。因為一般認為，在Os的7個同位素中，¹⁸⁷Os是放射成因的，在不同的岩石礦物中它與其他同位素的原子數比值變化很大。188、189、190、192這4個同位素的原子數之間的比值不變且具有較高的同位素豐度，因此可以根據它們之間質量分餾和同位素質量之間的函數關系求得187/188的分餾系數，從而對實際測量的187/188值進行校正。為了得到較准確的質量分餾和同位素質量之間的函數關系，每個質量峰都要有足夠高的計數率。

Re只有兩個同位素，不適合用內標法進行分餾校正。曾嘗試在測量Re的同位素組成時，在Re的待測溶液中添加Ir，利用Ir同位素組成對Re進行在線同位素分餾校正;但是只有當Ir濃度與Re濃度接近時，才能得到好的分餾校正結果(楊勝紅等，2007)。

以上的分餾校正方法都取得了一定的效果。從方便、簡單和實效方面考慮，常採用與稀釋法所得到的同位素比值接近的同位素比值標准為外標來進行分餾校正。採用外標法要求儀器比較穩定。為了得到准確的比值，有時測一個試樣，緊跟一個同位素比值標準的測定。

質量分餾校正採用外標法，按下式校正:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:R_true表示待測試樣真正的同位素比值;R_meas表示ICP-MS實測待測試樣的同位素比值;F分餾系數。

按下式計算分餾系數:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:R(iso.std)_meas表示同位素比值標准溶液ICP-MS實測的同位素比值;R(iso.std)_N表示同位素比值標准溶液N-TIMS多次測量所得同位素比值的平均值。由於NTIMS的質量分餾遠好於ICP-MS，故以N-TIMS所測同位素比值作為校正ICP-MS所測同位素比值的標准。

2)Re、Os同位素干擾校正。

等離子體質譜儀(ICP-MS)同位素干擾校正¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os是同質異位素，雖然已對Re、Os進行了化學分離，難免有分離不夠完全的情況。在測量Re的同位素組成時，應該監測¹⁹⁰Os以檢查是否存在有少量¹⁸⁷Os的干擾;在測定Os的同位素組成時，應該監測¹⁸⁵Re以發現是否存在少量¹⁸⁷Re的干擾。如果需要同時測定¹⁸⁶Os，還必須監測¹⁸²W質量峰，根據¹⁸⁶W/¹⁸²W豐度比值來扣除¹⁸⁶W對¹⁸⁶Os的質量干擾。