有效硼的蒸馏装置图

⑴ 养分的测定

泥炭中的养分主要包括:氮、磷、钾营养三要素。

73.16.7.1 全氮的测定

方法提要

泥炭中氮的存在形态可分为两类:无机态和有机态。全氮的含量一般在1%～3.5%，其中能够被植物吸收利用的无机态氮仅占全氮的5%左右，占全氮95%的氮是有机态氮。有机态氮只有在微生物的活动下被逐渐矿化后才能被植物吸收。

泥炭中全氮的测定方法很多，通常采用重铬酸钾-硫酸消化法。用重铬酸钾-硫酸消化泥炭试样，使泥炭中的有机氮中的蛋白质经过硫酸水解成为氨基酸，而氨基酸在氧化剂重铬酸钾的作用下转化为氨，进而与硫酸作用生成硫酸铵，有机质则被氧化为二氧化碳，试样中的无机态氮(NH₄⁺)转化为硫酸铵。用浓碱蒸馏，使硫酸铵转化为氢氧化铵而被蒸出，用硼酸吸收，以盐酸标准溶液滴定。主要反应如下:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

试剂

硫酸。

氢氧化钠溶液(400g/L)。

饱和重铬酸钾溶液200gK₂Cr₂O₇溶于1000mL水中，贮于锥形瓶中，用时加热溶解。

硼酸溶液20gH₃BO₃用水溶解，用水稀释至1000mL。加定氮混合指示剂少许，用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节至淡红色(pH=4.5)。

定氮混合指示剂0.5g甲基红和0.5g溴甲酚绿放入玛瑙研钵中，用100mL乙醇研磨溶解，用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节至pH=4.5。

盐酸标准溶液c(HCl)=0.02mol/L取1.67mLHCl，用水稀释至1000mL。用氢氧化钠标准溶液标定浓度(mol/L)。

氢氧化钠标准溶液c(NaOH)=0.1mol/L4gNaOH溶于水中，用水稀释至1000mL。

标定称取0.2000g在105℃烘干的苯二甲酸氢钾置于锥形瓶中，加50mL水溶解，加2滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至由无色变为微红色保持半分钟不消失为终点。计算氢氧化钠标准溶液的浓度。

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式中:c为氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L;m为称取苯二甲酸氢钾的质量，g;204.22为苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值;V为滴定消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL。

分析步骤

称取0.5～1g(精确至0.0001g)小于0.25mm的风干泥炭试样置于150mL凯氏瓶中，加1～2gK₂Cr₂O₇，加5mLH₂SO₄，于高温电炉上消解至冒浓烟并无黑色碳粒。取下冷却后，加5mL饱和重铬酸钾饱和溶液，于电炉上微沸5min。取下，加水70mL。再加400g/LNaOH溶液25mL，立即连接于已经通冷却水的氮蒸馏装置上，通入水蒸气，开始蒸馏，以25mLH₃BO₃溶液吸收，直至吸收液的体积达80～100mL时为止。硼酸吸收液用盐酸标准溶液滴定，测得全氮量，同时做空白试验。氮蒸馏装置如图73.58所示。

图73.58 氮蒸馏装置

按下式计算全氮的含量w(N):

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式中:V为滴定消耗盐酸标准溶液的体积，mL;V₀为空白消耗盐酸标准溶液的体积，mL;c为盐酸标准溶液的浓度，mol/L;m为试样的质量，g。

注意事项

1)在使用氮蒸馏装置时，应先空蒸馏20min，使装置中可能存在的氮清除干净。

2)试样经硫酸消解后，应当充分冷却后，才能加入重铬酸钾;否则反应激烈，溶液溅失。重铬酸钾加入后，如果溶液立即出现绿色或消化1～2min后即变为绿色，说明加入的重铬酸钾的量不足，可补加1g重铬酸钾。

3)加碱前的消化液，应当用水稀释70～80倍;否则，酸度过大，加碱时容易引起激烈的反应，并在瞬间引起氮的损失。

4)蒸馏时产生倒吸的原因大致有几种情况:酸稀释的倍数不够，酸碱作用时产生高热后未能及时通气并又迅速冷却;中途瓶内温度降低;先停止加热后取下锥形瓶也会产生倒吸;蒸馏时突然停电。解决的办法是:先将蒸气瓶的塞子打开，将冷却管下端脱离吸收液。

73.16.7.2 全磷的测定

泥炭中的磷，可分为有机磷和无机磷大类。其中无机磷主要以磷酸盐的形式存在，泥炭作为肥料使用时，主要利用的是泥炭中的无机磷，无机磷也叫有效磷;有机磷则以卵磷脂、核酸、磷脂为主。此外，还有少量的吸附态和交换态磷。泥炭中磷的含量不高，大部分以有机态存在，不能被植物吸收。一般泥炭中全磷的测定，采用磷钼蓝光度法或磷钒钼黄光度法。

(1)磷钼蓝光度法

方法提要

试样用高氯酸-硫酸加热溶解，各种磷都变为正磷酸，加入钼锑抗混合显色剂，正磷酸与钼酸铵生成磷钼杂多酸，在Sb³⁺或Bi³⁺的参与下，再被抗坏血酸还原形成磷钼蓝，光度法测定。

试剂

硫酸。

高氯酸。

饱和碳酸钠溶液。

硫酸钼锑抗显色剂:①18mLH₂SO₄缓缓注入40mL水中，冷却。②将2g钼酸铵溶于60～70℃的水中，冷却。③将0.5g酒石酸锑钾溶于水中，用水稀释至100mL。④将①缓缓注入②中，在不断搅拌下将③加入，加水至1000mL，搅匀。贮于棕色瓶中。用时每100mL溶液加1.5g抗坏血酸。

五氧化二磷标准溶液，配制方法参见本章73.11.7磷的测定。

对硝基酚指示剂。

校准曲线

分取含磷0.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg、100μg、120μg的五氧化二磷标准溶液分别置于50mL容量瓶中，加水至约15mL，加2滴对硝基酚指示剂，用饱和碳酸钠溶液调节溶液的颜色为淡黄色，准确加入2.5mL硫酸钼锑抗显色剂，充分摇匀，用水稀释至刻度，摇匀。放置30min后，用1cm比色皿，于波长660nm处测得吸光度，绘制校准曲线。

分析步骤

称取0.2～0.5g(精确至0.0001g)粒度<0.25mm的风干泥炭试样置于50mL锥形瓶中，加6mL(1+1)H₂SO₄，摇匀，再加10滴HClO₄，加盖弯颈漏斗，加热溶解至溶液开始变白色或灰白色时，再煮沸15～20min。总煮沸时间为45～60min。取下冷却，加10mL水，转入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

分取5.00mL溶液置于50mL容量瓶中，加10mL水、2滴对硝基酚指示剂，以下按校准曲线步骤操作，测定吸光度，在校准曲线上查得磷量。

按下式计算试样中磷的含量:

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式中:w(P₂O₅)为五氧化二磷的质量分数，%;V为试样溶液总体积，mL;V₁为分取试样溶液体积，mL;m₁为校准曲线查得分取试液中磷量，μg;m为称取试样的质量，g。

注意事项

用硫酸-高氯酸消化时，开始时温度不能太高，当有高氯酸白烟时，再提高温度使硫酸冒烟。用碱中和时，不能用氢氧化铵，因铵离子浓度>1%时会使蓝色消褪。也不能用氢氧化钠，因为若溶液中含有锰时会出现氢氧化锰沉淀，加酸也不会溶解。因此采用碳酸钠中和为宜。

(2)磷钒钼黄光度法

方法提要

试样以氢氧化钾熔融，磷形成正磷酸盐，用硝酸酸化，调节溶液酸度为5%～8%，加入钒钼酸铵显色剂，正磷酸盐与钒钼酸铵形成磷钒钼黄配合物，光度法测定。

试剂

硝酸。

钒钼酸铵显色剂①10g钼酸铵溶于50～60℃的100mL水中，冷却。②0.3g钒酸铵溶于50mL水中，加入50mL(1+2)HNO₃，冷却。将①徐徐倾入②中，边加边搅拌，再加入18mLHNO₃。

校准曲线

分取含五氧化二磷0.0μg、50.0μg、100μg、200μg、400μg、600μg、800μg的标准溶液分别置于100mL容量瓶中，加2滴酸碱指示剂，用100g/LKOH溶液调至中性，加5mLHNO₃，加水至50mL左右，加入10mL钒钼酸铵显色剂，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min后，用1cm比色皿，于波长420～470nm处测量吸光度，绘制校准曲线。

分析步骤

称取0.2～0.5g(精确至0.0001g)粒度<0.25mm的风干泥炭试样置于镍坩埚中，加4～5gKOH，放入高温炉中，由低温升起，于700℃熔融10～20min。取出冷却，放入250mL烧杯中，加50mL热水提取，水洗出坩埚，加20mLHNO₃硝酸酸化，转入200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

分取10.00～20.00mL清液于100mL容量瓶中，加2滴酸碱指示剂，用100g/LKOH溶液调至中性，以下按校准曲线步骤操作，测定吸光度，在校准曲线上查得磷量。

试样中磷含量的计算见式(73.134)。

(3)有效磷的测定

方法提要

泥炭中的有效磷，就是泥炭中能够被植物利用的磷。用20g/L柠檬酸溶液提取泥炭试样，泥炭的有效磷被溶解进入溶液，再以磷钒钼黄光度法测定。

试剂

柠檬酸溶液(20g/L)。

其他试剂与73.16.7.2(2)磷钒钼黄光度法相同。

分析步骤

称取0.5g(精确至0.0001g)粒度小于0.25mm的风干泥炭试样置于300mL锥形瓶中，加50mL柠檬酸溶液，振荡30min，过滤于100mL容量瓶中，用水洗涤至90mL，再用水稀释至刻度，摇匀。

分取10.00～20.00mL溶液，用磷钒钼黄光度法测定。

有效磷的计算见式(73.134)。

73.16.7.3 全钾的测定

方法提要

泥炭中的钾有4种存在形态:水溶性钾、交换性钾、缓效性钾(非交换性钾)、难溶性钾(存在于原生或次生矿物的结晶构造中)。前两种为速效性钾，可直接被植物利用。泥炭中的全钾(氧化钾)含量一般在0.2%，常用原子吸收光谱法测定。

分析步骤

称取0.2g(精确至0.0001g)粒度<0.25mm的风干泥炭试样置于银坩埚中，加2gNaOH，铺平，于高温炉中由低温升至720℃并保持15min。取出冷却，放入250mL烧杯中，加50mL热水提取，于电炉上加热微沸5min，水洗出坩埚，用15mLHCl酸化，转入200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。分取10.00mL清液于100mL容量瓶中，加2mL(1+1)HCl，用水稀释至刻度，摇匀。然后采用原子吸收光谱法测定全钾。具体分析步骤可参见第16章硅酸盐岩石分析。

对于泥炭样中钾的测定，也可以采用:0.2000g泥炭样灼烧成灰分后，转入铂坩埚或塑料坩埚中，加8滴H₂SO₄和10mLHF，加热至硫酸白烟冒尽后，以5mL(1+1)HCl及少许水微热提取，转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。再分取10.00mL清液于100mL容量瓶中，加2mL(1+1)HCl，加水稀释至刻度，摇匀，原子吸收光谱法测定。

⑵ 醇类如何与汽油互溶

由于石油资源的相对贫乏，以及汽车使用矿物燃料所排放的污染物，给大气环境造成的严重影响，人们迫切需要开发燃油替代品。为此世界上已开发研制出甲醇汽油、乙醇汽油，并已实现商业化。但是，乙醇作为动力能源资源短缺，价格较高，而甲醇可由煤炭转换，具有资源丰富，价格低廉等优势，应用前景看好。但是关于甲醇汽油的抗水互溶问题，是推广甲醇/汽油的实际应用中出现的新问题。水分对甲醇汽油的相溶性破坏很大，与少量的水接触时，甚至在某些情况下与从潮湿空气中吸收的水分接触时，也常常会引起已相溶的甲醇—汽油重新分层。因为，烃类汽油加入醇组分后，使整个共溶混合体系的极性增加，吸水能力也相应增加，吸入的水分随之破坏了原本达到的共溶的相平衡。这样醇—水相的体积比原有的水要大得多，其比重却小得多，从而容易悬浮，并与上层燃料相一起进入驾驶的汽车中，当醇—水相到达汽化器时，可能使发动机停止工作，并严重腐蚀汽化器和燃料系统中其他部件所使用的钢和其他金属材料。因此，解决甲醇汽油的分层问题迫在眉睫。
发明内容为了解决上述问题，本发明提供一种醇类燃料互溶添加剂，以解决甲醇汽油分层问题。本发明采用的技术方案是一种醇类燃料互溶添加剂，其特征在于是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5～12份异戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶胀剂1～5份其中，所述的抗溶胀剂是N，N”-二亚水杨基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的产物。所述脂肪胺优选戊胺或己胺。所述正庚脒其结构式为所述的醇类燃料互溶添加剂，其制备方法是按配比将异丁醇、异戊醇、正庚脒和抗溶胀剂放入容器中，搅拌均匀即可。本发明醇类燃料互溶添加剂的技术指标如表1表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="714">项目闭口闪点℃，不低于熔点℃，不高于运动粘度Mm2/s，40℃密度g/m3，25℃指标60-2535～65880～900</table></tables>正庚脒是一种在碳原子上连有一个氨基(-NH2)，和一个亚氨基(＝NH)的化合物，结构式为烃基端作为疏水基，易溶于有机相，脒基端作为亲水基，易溶于水相或极性较大的有机相。甲醇汽油加入脒后，相当于在烃类和醇分子之间架设了一座分子连接桥，增加了相平衡的稳定性，使互溶能力增强。对亚氨基和氨基的极性比较可知，亚氨基上的电子云密度更大，更易于和吸收的水分子形成氢键。当甲醇汽油中加入脒后，吸收的二氧化碳首先和亚氨成盐，此时氨基(-NH2)与水和甲醇形成的氢键并没有破坏，我们经过试验发现，在敞口体系中，加入脒互溶剂配制的甲醇汽油48小时仍可保持相平衡。正庚脒的合成步骤如下1、正庚酰氯的制备正庚酸与过量的氯化亚砜在油浴90℃下，加热回流反应8小时，生成正庚酰氯，先常压蒸馏出过量的氯化亚砜，蒸馏收集171～173℃馏分(或减压蒸馏)。2、正庚酰胺的制备将上步骤所得产品，逐滴加入到25％～28％的氨水中，冷却后，抽滤得白色片状晶体，低温烘干。3、正庚腈的制备将正庚酰胺、氯化亚砜、环丁砜、甲苯加入反应装置，油浴加热115℃保持回流5.5h，改为蒸馏装置，蒸出甲苯和过量的氯化亚砜及环丁砜，将母液到入蒸馏水中，分层，收集上层液体，蒸馏收集184～186℃的馏分(或减压蒸馏)，得产品。4、正庚脒的制备正庚腈与三氟化硼乙醚在磁力搅拌下反应，于50℃通入氨气，加入适量饱和碳酸氢钠溶液，分出有机层，有机层加入甲醇，盐酸，搅拌反应，冰水浴冷却，析出固体，得正庚脒盐酸盐。滴加10％氢氧化钠，得无色或淡黄色液体，产物经红外光谱和元素分析验证。本发明通过实验室试验进一步验证。1、对甲醇汽油抗水性试验按表2中，加入石脑油、无水甲醇和蒸馏水，再加入本发明的添加剂，观察分层及相平衡时间。表2从表2中可见，加入本发明，用量少，稳定性好，而且不分层，透明，相平衡保留时间长。在敞开体系中，保留时间达72小时以上，在封闭体系中可较长时期保存，满足储存，运输的要求。2、对甲醇汽油沸程的影响分别在磨口瓶中加入100ml汽油(汽油种类见表3)和13ml甲醇，其中一个中加入本发明，进行水浴加热，记录冷凝管出第一滴温度及收集10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，100％的温度，结果见表3。表3从表3中可见，加入本发明，对甲醇汽油的沸程并没有多少改变，因为本发明和甲醇性质相匹配，与汽油中各组分的作用力与甲醇相似。改变了甲醇汽油的蒸汽压，从而解决甲醇汽油的气阻问题。本发明耐低温、耐高湿，烃基端作为疏水基，易溶于有机相，脒基端作为亲水基，易溶于水相或极性较大的有机相，添加水分高达6％仍然稳定，提高了生产、运输和储存中可能引入的水分在油相中的稳定性。本发明用量少，即可解决甲醇汽油遇水分层问题，进而消除了甲醇汽油中杂质对发动机油路系统金属部件腐蚀作用，消除甲醇汽油对橡胶材料的溶胀作用。图1是正庚酰氯的红外光谱图；图2是正庚酰胺的红外光谱图；图3是正庚腈的红外透射光谱图；图4是正庚脒的红外透射光谱图。具体实施例方式实施例1正庚脒的制备1、正庚酰氯的制备在装有回流冷凝器的500ml圆底烧瓶中加入，正庚酸130.2g(1.0mol)，氯化亚砜180ml过量，剧烈反应，待反应平稳后，开始加热，水吸收气体成盐酸。油浴90℃下，回流反应8h，蒸馏出过量的氯化亚砜，然后蒸馏收集171～173℃馏分(或减压蒸馏)，得产品正庚酰氯106.3g，收率71.6％，折光率nD18＝1.4280。正庚酰氯的红外光谱如图1IR(液膜法)，2958，2931，2860cm-1(CH3，CH2)；1797，953cm-1(C＝O脂肪族酰氯)；1235cm-1(C-Cl)。2、正庚酰胺的制备准备好25～28％氨水约270ml，置大烧杯中，在搅拌下，将正庚酰氯89.1g(0.6mol)逐滴加入氨水中，反应剧烈，且放出大量的热，待放置冷却后，析出大量晶体，经抽滤，得白色片状晶体，此时，母液的PH＝8。烘干，得产品65.2g，收率84.9％，熔点116-118℃。经红外光谱验证。正庚酰胺的红外光谱如图2IR(压片法)，3364，3195cm-1(NH2)；2955，2936，2869cm-1(CH3，CH2)；1662，1629cm-1(C＝O)。3、正庚腈的制备在装有回流冷凝器的250ml圆底烧瓶中加入，正庚酰胺64g(0.5mol)、氯化亚砜80ml、环丁砜60ml、甲苯50ml，油浴115℃下，开始回流约5.5h，然后改为蒸馏装置，蒸出甲苯和过量的氯化亚砜及环丁砜。在1000ml大烧杯中放置200ml蒸馏水，将母液倾入水中，边加边搅拌，上层为黑褐色液体，下层为水层，放置过夜，用分液漏斗分离，除去下层水层，收集上层液体，下层水层用20ml苯萃取溶解在水层中的正庚腈，苯层变为褐色，合并到有机层，安装蒸馏装置，蒸馏收集182～184℃馏分(或减压蒸馏收集80～83℃/0.008Mpa)，得产品42.0g，收率75.7％。折光率nD18＝1.4241。产品经红外光谱验证。正庚腈的红外透射光谱如图3IR(液膜法)，2957，2932，2860cm-1(CH3，CH2)；2246cm-1(C≡N).4、正庚脒的制备在干燥的250ml三口瓶中，加入正庚腈31.0g(0.28mol)，三氟化硼乙醚70ml，室温磁力搅拌12小时，减压回收过量三氟化硼乙醚，于50℃通氨气3h，于搅拌下，加入约76g饱和的碳酸氢钠溶液，分出有机层，有机层加入甲醇50ml，滴加6mol/L盐酸，于室温搅拌半小时，冰水浴冷却，析出固体得正庚脒盐酸盐。滴加10％氢氧化钠，有机层用乙醚萃取，干燥，水浴加热蒸除乙醚，得淡黄色液体19.8g，所得为正庚脒，收率55.3％，折光率nD17.5＝1.4287，沸点189～191℃。产物经红外光谱验证。正庚脒的红外透射光谱如图4IR(液膜法)，3454，3364cm-1(NH2)；3200cm-1(C＝N-H)；1675cm-1(C＝N)；2958，2933，2872cm-1(CH3，CH2)。元素分析理论值，％C65.63；H12.50；N21.88实测值，％C65.24；H12.86；N21.53实施例2一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取1gN，N’-二亚水杨基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇8g、异戊醇8g、正庚脒1g、抗溶胀剂3g；放入反应釜中，搅拌均匀即可制得产物。实施例3一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取1gN，N’-二亚水杨基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇5g、异戊醇5g、正庚脒0.5g、抗溶胀剂1g；放入反应釜中，搅拌均匀即可制得产物。实施例4一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取2gN，N’-二亚水杨基-1，2-丙二胺、2g甲基叔丁基醚和2g己胺，混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇12g、异戊醇12g、正庚脒1.5g、抗溶胀剂5g；放入反应釜中，搅拌均匀即可制得产物。本发明并不仅限于实施例，在实际生产过程中，可以按实施例等比例扩大原料配方数值。权利要求1.一种醇类燃料互溶添加剂，其特征在于是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5～12份异戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶胀剂1～5份2.根据权利要求1所述的醇类燃料互溶添加剂，其特征在于所述的抗溶胀剂是N，N’-二亚水杨基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的产物。3.根据权利要求2所述的醇类燃料互溶添加剂，其特征在于所述脂肪胺为戊胺或己胺。4.根据权利要求1所述的醇类燃料互溶添加剂，其特征在于所述的正庚脒，其结构式为全文摘要本发明涉及醇类燃料互溶添加剂。以解决醇类汽油分层问题。采用的技术方案是醇类燃料互溶添加剂是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5～12份；异戊醇5～12份；正庚脒0.5～1.5份；抗溶胀剂1～5份；其中，抗溶胀剂是N，N，－二亚水杨基－1，2－丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺等比例混合的产物。本发明烃基端作为疏水基，易溶于有机相，脒基端作为亲水基，易溶于水相或极性较大的有机相，添加水分高达6％仍然稳定，提高了生产、运输和储存中的稳定性。本发明用量少，即可解决醇类汽油遇水分层问题，消除了醇类汽油中杂质对发动机油路系统金属部件腐蚀作用，消除甲醇汽油对橡胶材料的溶胀作用。

⑶ 凯氏定氮法，双缩尿法、Folin－酚试剂法和紫外吸收法、考马斯亮蓝法、BCA法的原理和大体过程

[编辑本段]1 原理
蛋白质是含氮的有机化合物。食品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
1.有机物中的胺根在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，硝化生成（NH4）2SO4
反应式为：
CuSO4 +2NH2—+H2S04+2H+＝(NH4)2S04
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，收集于H3BO3 溶液中
反应式为:
(NH4)2SO4+2NaOH＝2NH3+2H2O+Na2SO4
2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O
3. 用已知浓度的H2SO4（或HCI）标准溶液滴定，根据HCI消耗的量计算出氮的含量，然后乘以相应的换算因子，既得蛋白质的含量
反应式为：
(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O＝(NH4)2SO4+4H3BO3
(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O＝2NH4Cl+4H3BO3
[编辑本段]2 试剂
所有试剂均用不含氨的蒸馏水配制。
2.1 硫酸铜。
2.2 硫酸钾。
2.3 硫酸。
2.4 2%硼酸溶液。
2.5 混合指示液：1份0.1%甲基红乙醇溶液与5份0.1%溴甲酚绿乙醇溶液临用时混合。也可用2份0.1%甲基红乙醇溶液与1份0.1%次甲基蓝乙醇溶液临用时混合。
2.6 40%氢氧化钠溶液。
2.7 0.025mol/L硫酸标准溶液或0.05mol/L盐酸标准溶液。
[编辑本段]3 仪器
定氮蒸馏装置：如图所示。
凯氏定氮法仪器1.安全管
2.导管
3.汽水分离管
4.样品入口
5.塞子
6.冷凝管
7.吸收瓶
8.隔热液套
9.反应管
10.蒸汽发生瓶
[编辑本段]4 操作方法
1、 样品处理：精密称取0.2-2.0g固体样品或2-5g半固体样品或吸取10-20ml液体样品（约相当氮30-40mg），移入干燥的100ml或500ml定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜，3g硫酸钾及20毫升硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上，小火加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5小时。取下放冷，小心加20ml水，放冷后，移入100ml容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。
2、 按图装好定氮装置，于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
3、 想接收瓶内加入10ml 2%硼酸溶液及混合指示剂1滴，并使冷凝管的下端插入液面下，吸取10.0ml样品消化液由小玻璃杯流入反应室，并以10ml水洗涤小烧杯使流入反应室内，塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10ml 40%氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯，提起玻璃塞使其缓慢流入反应室，立即将玻璃盖塞紧，并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹，开始蒸馏，蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏5min。移动接收瓶，使冷凝管下端离开液皿，再蒸馏1min，然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶，以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。
同时吸取10.0ml试剂空白消化液按3操作。
计算：
X =(（V1-V2）*N*0.014)/( m*（10/100）) +F*100
X：样品中蛋白质的含量，g；
V1：样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积，ml；
V2：试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积，ml；
N：硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度；
0.014：1N硫酸或盐酸标准溶液1ml相当于氮克数；
m：样品的质量（体积），g（ml）；
F：氮换算为蛋白质的系数。蛋白质中的氮含量一般为15～17.6%，按16%计算乘以6.25即为蛋白质，乳制品为6.38，面粉为5.70，玉米、高粱为6.24，花生为5.46，米为5.95，大豆及其制品为5.71，肉与肉制品为6.25，大麦、小米、燕麦、裸麦为5.83，芝麻、向日葵为 5.30。
[编辑本段]注意事项
（1） 样品应是均匀的。固体样品应预先研细混匀，液体样品应振摇或搅拌均匀。
（2） 样品放入定氮瓶内时，不要沾附颈上。万一沾附可用少量水冲下，以免被检样消化不完全，结果偏低。
（3） 消化时如不容易呈透明溶液，可将定氮瓶放冷后，慢慢加入30%过氧化氢（H2O2）2-3ml，促使氧化。
（4） 在整个消化过程中，不要用强火。保持和缓的沸腾，使火力集中在凯氏瓶底部，以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下，使氮有损失。
（5） 如硫酸缺少，过多的硫酸钾会引起氨的损失，这样会形成硫酸氢钾，而不与氨作用。因此，当硫酸过多的被消耗或样品中脂肪含量过高时，要增加硫酸的量。
（6） 加入硫酸钾的作用为增加溶液的沸点，硫酸铜为催化剂，硫酸铜在蒸馏时作碱性反应的指示剂。
（7） 混合指示剂在碱性溶液中呈绿色，在中性溶液中呈灰色，在酸性溶液中呈红色。如果没有溴甲酚绿，可单独使用0.1%甲基红乙醇溶液。
（8） 氨是否完全蒸馏出来，可用PH试纸试馏出液是否为碱性。
（9） 吸收液也可以用0.01当量的酸代表硼酸，过剩的酸液用0.01N碱液滴定，计算时，A为试剂空白消耗碱液数，B为样品消耗碱液数，N为碱液浓度，其余均相同。
（10） 以硼酸为氨的吸收液，可省去标定碱液的操作，且硼酸的体积要求并不严格，亦可免去用移液管，操作比较简便。
（11） 向蒸馏瓶中加入浓碱时，往往出现褐色沉淀物，这是由于分解促进碱与加入的硫酸铜反应，生成氢氧化铜，经加热后又分解生成氧化铜的沉淀。有时铜离子与氨作用，生成深兰色的结合物[Cu(NH3)4]2+
（12） 这种测算方法本质是测出氮的含量，再作蛋白质含量的估算。只有在被测物的组成是蛋白质时才能用此方法来估算蛋白质含量。
管道直饮水，采用纳滤膜特有的选择透过性性能，可脱除自来水中有机物、细菌和病毒，保留水中有益于人体的微量元素，是对“自来水饮用水的深度处理”，经臭氧、紫外线、变频恒压输出至用户可直接生饮的水。
分质供水是指根据生活中人们对水的不同需要，由市政提供的自来水为生活饮用水，采用特殊工艺将自来水进行深度加工处理成可直接饮用的纯净水，然后由食品卫生级的管道输送到户，并单独计量。这种直接饮用的纯净水分纯水或净水，即按照中华人民共和国GB 17323《瓶装饮用纯净水》，以符合生活饮用水卫生标准的水为原料，通过反渗透膜（Revvrse Osmosis Element/RO）净化处理后，称为纯水。按照建设部CJ 94《饮用净水水质标准》[3]，用同样符合生活用水卫生标准的水为原料，通过纳滤膜（Nanofiltration Element/NF）或法国卡提斯（CARTIS）载银活性炭净化处理后，称为净水。
国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范（讨论稿）》[2]要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准（CJ 94-1999）》[3]规定要求。管道分质直饮水系统的设计生产必须符合《管道直饮水系统技术规程（讨论稿）》[4]，在法规上给予了严格的行业规范和强有力的卫生行政执法依据，真正确保每一个小区管道分质直饮水用户的饮水卫生安全与饮用健康，这便是新一代的高效、绿色环保、节能型水质处理供水装置。
1.2直饮水
以上纯水或净水经臭氧气液混合后密封于容器中且不含任何添加物，再通过紫外线照射，经电子（场）水处理器(微电解杀菌器)流经的水在微弱的电场中产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性水，由食品卫生级管道供每家每户直接饮用，可供直接饮用的水叫直饮水。
1.3直饮机
管道直饮机，是在饮水机的基础功能上增加进水自动控制器，使用时只需将管道直饮机与饮用水管道直接联接，实现自动进水，可直接饮用的饮水机。是现代住宅小区、写字楼供水的终端饮水设备。
1.4管道分质供水系统
管道分质直饮水及直饮机是将水处理装置与供水管网、管道直饮机有机的结合，在处理工艺上都有严格要求和卫生规范，工艺中除沉淀、吸附、过滤常规方式外，采用新的水处理材料及工艺，用铜锌滤料（KDF）替代石英砂；用臭氧（Ozone/Q3）与颗粒活性炭（Grancule Activated Carbon/GAC）结合成生物-活性炭法（Biological Activated Carbon/BAC）消毒方式替代普通活性炭（Activated Carbon/AC）；用钛金属滤芯（HDF）替代聚丙烯（PPF）；用超滤膜（Ultrafiltration Element/UF）作为预处理；用纳滤膜（Nanofiltration Element/NF）或卡提斯（CARTIS）替代通常的逆渗透膜（Revvrse Osmosis Element/RO），将水的利用率提高；将电量的消耗减少，产品水主要采用臭氧加紫外线杀菌器的最佳组合，增加电子（场）水处理器(微电解杀菌器)，是管道分质供水系统管网循环杀菌的理想产品。对管网进行定期循环，经卡提斯（CARTIS）处理过的水溶氧量大，增加了水的活性，能抑制细菌生长，可持续保鲜，有效保证管网内水的新鲜与饮用卫生安全。系统的供水量严格遵守每天的按用水需求量设计，再加上管道直饮机内储存水容量不会大于3升（家用型）、30升（单位型），保持随时饮用随时补充新鲜水。国家《生活饮用水管道分质直饮水卫生规范（2002）》[2]标准（讨论稿）要求管道直饮水用户龙头出水任何时间必须符合《饮用净水水质标准（CJ94－1999）》[3]。由于直饮水水质纯净，口感甜润，每天的产水每天饮用完，管网系统每天定时用臭氧、紫外线杀菌、电子（场）水处理器消毒保鲜，水中含氧量的提高能预防直饮水的二次污染，使每天的直饮水新鲜可口。给水采用恒压变频水泵输送，满足高层建筑要求。分质供水非常适应于现代城市住宅小区管道直接饮用水的需求，从而提高人民生活质量。
1.5预处理装置
预处理装置是将自来水经臭氧氧化、活性炭吸附、5μm精度多级过滤，使原水达到初级净化的装置。其由臭氧水处理仪、原水罐、增压泵、铜锌沉淀过滤、活性炭吸附过滤、金属钛棒微孔精密过滤，经预处理后的水满足超滤膜净化处理，提供给予后置反渗透膜或纳滤膜进水要求。
1.6水质深度处理装置
水质深度处理装置是将经预处理后的水，由高压泵加压作用于反渗透膜（简称RO）或反渗透膜纳滤膜(简称NF)的反渗透功能达到纯净水的目的[9]，电导率检测仪、臭氧装置、紫外线消毒杀菌器、和微电脑控制电器组合而成。通过去除水中有机物（如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等）、热源、病毒、异色异味等，经处理的水质符合卫生部《生活饮用水卫生规范》[1]的有关规定和建设部《饮用净水水质标准（CJ 94-1999）》[3]。
1.5净水的制造方法：纳滤膜渗透法（简称NF）
纳滤渗透膜技术是介于反渗透膜与超滤膜性能之间的承前启后膜技术，作为一种新型分离技术，纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征[7]：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，为150～2000 Å；二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层是由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。三是超低压大通量，即在超低压下（0.1MPa）仍能工作，并有较大的通量。也是最先进、最节能、效率最高的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过纳滤渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶济分离，从而达到净化水的目的。纳滤渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚洗胺合成纳米纤维素组成的。它的孔径为0.001微米（相当于大肠肝菌大小的百分之一，病毒的十分之一）。利用纳滤渗透膜的分离特性，可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌和病毒等，纳滤膜比反渗透膜优异之处，在于除去有害物质相同之下，纳滤膜保留了水分子中人体所需生命元素。有纯净水的口感，矿泉水的微量元素。

2 工艺流程与处理单元

自来水

高频臭氧

活性炭

铜锌滤料

钛金属

增压水泵

超滤膜

直饮水

紫外线

恒压水泵

卡提斯

纳滤膜

高频臭氧

高压泵

电子水处理仪

电脑控制
钛金属

循环水泵

管网用户

2.1生物活性碳(Biological Activated Carbon)
臭氧活性碳技术是目前国际上最先进的水处理工艺，在日、美、欧等发达国家已广泛采用，目前我国采用臭氧消毒处理是水处理消毒的发展趋势。臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），包括三个过程：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机物，延长活性炭使用寿命。
活性炭（Carbon）是一种经特殊处理的炭，每克活性炭的表面积为500~1500平方米。活性炭有很强的“物理吸附”和“化学吸附”功能，解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。 活性炭能够滤除水中化学有机物、重金属、色度、异味、氯离子等，主要功能改善口感。
生物活性炭[8]，臭氧和活性炭处理的结合，一种电解自由基氧化、生物活性炭水处理技术，将需要处理的原水进入处理单元的电解部分，首先经过阳极产生的羟基自由基的氧化和阴极产生的氢自由基在阴极表面的催化加成，使有机物降解脱毒；同时阳极产生的分子态氧供给下一步生物活性炭利用，经降解脱毒后的处理水再经过生物活性炭处理后，有机污染物进一步去除，达到深度处理的目的。使用该技术处理水源水，可以使原水中的挥发性有机物由原来的11种降解至7种，TOC减少85%以上。可以使生活污水的COD减少75%以上。是一种新型的给水或有机废水深度处理的技术，在饮用水深度处理与难降解有机废水处理领域有着广阔的应用前景。生物活性炭的运行周期一般都达3至4年（使用寿命与水源水质有关）；
2.2铜锌介质沉淀过滤器（KDF）
铜锌KDF滤料[5]是一种颗粒状高纯度合金，表面有着极强的抗氧化能力，近几年来流行的新型水处理过滤材料[3]。KDF滤料通过离子的氧化还原反应来工作。这种离子交换使许多有害物质成为无害物质，如使氯成为氯化物，重金属等附着在凯得菲KDF滤料上，从而降低了有害物质的含量，用KDF滤料进行水处理是一种简单、低消耗的方法，对于微滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子交换树指、颗粒活性碳等，KDF滤料介质能够保护这些昂贵的水处理组件不受氯、微生物、矿物质结垢的影响，提高系统的使用寿命。此外，KDF滤料能去除水中高达98%的可溶性重金属，如铅、汞、铜、镍、镉、砷，锑、铝等，因此可用于饮用水或其他水处理中重金属的超出的治理。另外，借助沉淀在KDF滤料上发生的氧化还原反应还可以降低水中的碳酸盐，硝酸盐、硫酸盐等。约10年内不用更换滤料（使用寿命与水源水质有关）；
2.3钛金属微过滤器（HD）
钛棒过滤芯是以粉沫钛烧结而成，具有抗化学腐蚀，耐高温、耐氧化、寿命长，易清洗， 可再生的特点，最近两年广泛地应用在水处理领域，是一种水的过滤中 比较理想的滤芯，钛棒过滤器操作简单，拆卸方便，可在线完成清洗。采用5微米HD钛棒芯过滤，拦截大于5微米的物体，耐臭氧，主要功能延长膜的寿命，约2年内不用更换滤料（使用寿命与水源水质有关）。《循环管网回水用钛金属微过滤器，采用0.45微米HD钛棒芯过孔径大小滤，拦截大于0.45微米的物体，耐臭氧，约3年内不用更换滤料》。
2.4超滤（UF）膜净化处理器[6]
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说只有一根头发丝的1‰！就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及与孔径大小的小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌垫层及高分子有机物质，达到保护纳滤膜的功效。
2.5纳滤（NF）膜深度处理器[5]
高压水泵（单泵，也可备一用），提供纳滤膜透过水的工作压力。促进水的渗透，保持产水率。
膜的分离孔径在10-6cm-10-7cm，能除去水中有机物（如三卤甲烷中间体、胶体、悬浮物、微生物、细菌、藻类、霉类等）、热源、病毒等物质，流体经前五级预处理后的水经反渗透RO膜或纳滤NF膜主机深层分离处理后，使有益于人体健康的水通过，不利于人体健康的水排除，脱盐率60-98%。，纳滤膜在产水过程中会截留大量的小于5微米的微粒，如不及时冲洗，在压力的作用下附着在膜表面形成污垢，严重影响膜的渗透。通过电脑定时对电磁阀的控制能及时冲洗膜表面附着的微粒，阻止膜表面污垢的形成，延缓膜的衰减，延长膜的寿命，约3年内不用更换膜元件（使用寿命与水源水质有关）。纳滤膜是超低压，大通量膜，较反渗透膜节电50%，节水10%，。
2.6卡提斯（CARTIS TM）载银活性炭技术
卡提斯粉末中共价键的银对活性碳起到保护和防止污染物腐蚀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、重金属,细菌;每克卡提斯粉末面积相当于1500一2000㎡的足球场，卡提斯粉末使吸附的细菌不再变化，卡提斯粉末中共价键的银对于活性碳中细菌起到抑制其滋生作用，就是使其不在繁殖或增加细菌。卡提斯处理后的水在封闭管道里含有相似天然的催化能力；此时的灭菌功效靠卡提斯水中数以千计的微电磁场与水中矿物质相互作用和卡提斯粉末产生的其它方面等等的相关作用对水进行灭菌；同时强大的微电磁场可对输水管道进行清洗和减少结垢现象。因此卡提斯水在封闭管道和容器中的持续灭菌时间会更长。
经过大量的测试显示：卡提斯设备处理后的水，溶解氧可提高30%左右。卡提斯设备处理后的水，将对其水中的致病病菌（厌氧菌）非常有效地进行灭菌并抑制其繁殖。因此在一定的时间内，卡提斯粉末处理后的水口感和卫生指标都是最好的，充分发挥了卡提斯技术的功效。简单试验可以看出：卡提斯处理后的水会产生氧化作用，广泛应用于家庭和社区团体的直饮水、管道分质供水，满足所有对高质量用水的需求。

3 电导率显示仪

在线随时动态显示净水生产的水质状态。

4 高频臭氧水处理仪

4.1臭氧的杀菌特点[12]
臭氧处理生活饮用水，其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量（BOD）和化学耗氧量（COD），去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色，已达到全面生产应用的水平。饮用水的处理在使用臭氧设备时，臭氧的投加量一般在1-3mg/L，接触时间10-15分钟即可，可作为选型时根据用水量计算参考。化学耗氧量（锰法）（COD－Mn），溶解性有机物（DOC），紫外消光值（SAC-254nm）。臭氧的投加量的单位为PPm=mg/L。臭氧主要功能是能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。因此，臭氧对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。此外，臭氧在杀伤微生物的同时，还能氧化水中的各种有机物，去除水中的色、嗅、味和酚等能抑制微生物的繁殖起到净化水的作用；延长CD活性炭、HD钛棒芯、UF膜、NF膜的使用寿命。
当臭氧水中的臭氧浓度达到灭菌浓度0.3mg/L时，消毒和灭菌作用瞬间发生，水中剩余臭氧浓度达0.3mg/L时，在0.5～1分钟内就可以100%的致死细菌，剩余臭氧浓度达到0.4mg/L时，1分钟内对病毒的灭活率达100%[10]。
臭氧氧化其它物质和有机质，最终生成无害的氧气、水和二氧化碳，剩余臭氧在常温下半衰期为20～50分钟，数小时后全部分解，还原为氧气。因而臭氧发生器也成为所有矿泉水、纯净水生产企业必选的先进杀菌消毒设备。纯氧气经电解生成臭氧气，经气液混合泵混合于水箱水中, 臭氧气溶水效率达98%，增加了水中的活性氧。臭氧装置由制氧机、臭氧发生器、气液混合泵、储水罐组成。供水系统为了防止纯净水的二次污染，延长纯净水的存放时间，由微电脑通过气液混合泵自动完成臭氧气与净化水的混合，臭氧投加量为1-5mg / L , 接触时间为4-10min，维持臭氧气在水中浓度0.5-1mg / L剩馀臭氧浓度。仅30秒起到最佳杀菌功效，杀菌率可达100%。臭氧杀菌不产生有害气体物质、无污染、无残留物，环保节能等优点；臭氧溶于水中，臭氧在水中分解时，所产生氢氧基具有强大的氧化力，可将水中的杂质如铁、锰、臭味、细菌、病毒等迅速清除，并将水分子变小，使水的味道甘甜。且自来水中的氯或卤代有机物也可完全消除。（详情请参照《臭氧对水质处理之特性》专栏）。并产生负离子。臭氧在水中约20分钟至30分钟会分解一半，因此臭氧在水中静止1小时后很快就会还原成氧气。 臭氧是无毒物质安全气体，在浓度高于1.5mg/L以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，严重会造成伤害，为此，臭氧工业协会制定卫生标准：
国际臭氧协会：0.1mg/L，接触10小时
美 国：0.1mg/L，接触8小时
德、法、日等国：0.1mg/L，接触10小时
中 国：0.15mg/L，接触8小时
以上是人在臭氧化气体环境下的安全卫生标准，其浓度与接触时间的乘积可视为基准点。“应用臭氧一百多年来，世界没有发生一起臭氧中毒事件”。
臭氧浓度以重量百分比表示，分别取0~2.0之间八个数值，通过接触装置反应五分钟后的数据。

表1 臭氧水浓度与臭氧浓度对照表为：
臭氧浓度 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0
臭氧水浓度 0.35 0.55 0.75 0.85 1.15 1.65 2.15

以上结果表明，臭氧水的浓度与臭氧浓度成线性正比关系，制备高浓度的臭氧水必须先产生出高浓度的臭氧。因此，在现场使用过程中，很多单位采用了氧气作为气源来产生臭氧。在实验中当臭氧浓度(重量百分比)达到3.0时，臭氧水的浓度可达到15mg/L以上。

表2 国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据
臭氧消毒 投放浓度 投放时间 病毒、病原体种类 杀灭效率
10mg/m³ 20分钟 乙型肝炎表面抗原
（HbsAg) 99.99%
0.5mg/L 5分钟 甲型流感病毒 99%
0.13mg/L 30秒 脊髓灰质炎病毒I型
（PVI） 100%
40µg/L 20秒 大肠杆菌噬菌体
ms2 98%
0.25mg/L 1分钟 猿轮状病毒SA-H
和人轮状病毒2型 99.60%
4mg/L 3分钟 艾滋病毒
（HIV） 100%
8mg/m³ 10分钟 支原体（Mycoplasma)、
衣原体（Chlamydia)等
病原体 99.85%

5 恒压变频装置（单泵，也可一备一用或二备一用）

由微处理器、压力传感器、运算放大器、变频器、断路器、液位传感器、可编程序控制器、触摸显示屏人机操作界面组成。水泵按设定的压力变频运行，保证管网压力恒定不变，不用水时自动停机，用水时自动补水，维持管网流量恒定。变频器电子保护功能：过载保护、高低电压保护、瞬间跳电保护、逆转保护、过热保护、漏电保护、欠相保护、无水停机保护等， 均可达到运动功能的显示， 查找故障原因，并能达到自动复位的功能。恒压变频装置控制器应用的最大优势是，恒压、节电。

6 紫外线杀菌器[10]

利用紫外线C波段《T253.7nm (240 － 260nm)》对细菌、病毒等致病微生物具有高效、广谱杀灭的能力，就是以紫外线破坏及改变微生物的组织结构(DNA-核酸),使其丧失复制、繁殖的能力。抑制微生物活动力以达到杀菌作用的杀菌力取决于紫外线输出量的大小，紫外线输出量不低于300000μW／cm2时（在此强度下消毒时间不超过0．8秒），在额定水流量内瞬间杀菌灭各种细菌、病毒。杀菌率可达99%～99.99%。具有保鲜效果的富氧水再经紫外线杀菌器输出，不改变水的性状、原色、原味，不产生任何消毒副产物，能确保饮用水原汁原味，卫生安全，灯管寿命约10000小时，实际装置的设计照射量相当于D10×4，即50mw.s/cm2以上。
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破坏水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构，使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。
通常，水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。显然，紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和照射时间的乘积，即辐照剂量。表1列出了微生物不同杀灭率需要的紫外线辐照剂量值，试验水样染菌1×105cfj/L，水深2cm。

⑷ 蒸馏装置图及各部名称

铁架台、蒸馏烧瓶、石棉网、温度计、酒精灯、冷凝管、锥形瓶.

⑸ 蒸馏装置示意图及仪器名称

（m）蒸馏时，温度计用于测量分离出的馏分温度，即被蒸馏物质的沸点，温度回计水银球应处在蒸馏烧答瓶的支管口附近，冷凝管应从个口进水，上口出水，以保证水充满冷凝管，起到充分冷凝的作用，图中温度计水银球插入太深，冷却水进出口标反了，
故答案为：①温度计水银球插入太深；&上bsp;②冷却水进出口标反了；
（中）蒸馏装置中的主要仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶，酒精灯，a为蒸馏烧瓶，B为冷凝管，
故答案为：蒸馏烧瓶；冷凝管
（m）蒸馏的原理为根据混溶的液体的沸点不同进行分离各成分，所以把蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管，应先检查装置的气密性，若装置不漏气，再加液体反应物开始反应，制取气体，
故答案为：检验装置的气密性；
（了）实验时A中除了加入要分离的混合物溶液外，为防止液体暴沸，应加碎瓷片，
故答案为：沸石（或碎瓷片）；防止液体暴沸；

⑹ 纯净金属制备技术的发展历史

主要看第二个~

金属材料发展历史回顾

石器时代（公元五千年前）→青铜器时代（公元一千二百年前）→铁器时代

三星堆博物馆（Sanxingi Museum）位于全国重点文物保护单位三星堆遗址东北角，地处历史文化名城四川省广汉市城西鸭子河畔，南距成都38公里，北距德阳26公里，是我国一座大型现代化的专题性遗址博物馆。博物馆于1992年8月奠基，1997年10月正式开放。

发掘历程
1.初始时期（1929年-1934年）
1929年在三星堆遗址真武村燕家院子发现玉石器坑，出土玉石器三、四百件。
1931年英国神父董宜笃四处奔走，使1929年出土的玉石器大部分归华西大学博物馆。
1932年华西大学博物馆馆长葛维汉提出在广汉进行考古发掘的构想并获四川省政府教育厅的批准。
1934年3月1日葛维汉、林名均抵达广汉。
3月葛维汉、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑， 并在燕家院子东、西两侧开探沟试掘。
2.初步调查与发掘（1951年-1963年）
1951年四川省博物馆王家佑、江甸潮等调查三星堆、月亮湾，首次发现大 片古遗址。
1958年四川大学历史系考古教研组再次调查三星堆遗址。
1963年四川省博物馆和四川大学历史系联合发掘三星堆遗址。由著名考古学家、四川省博物馆馆长、四川大学历史系教授冯汉骥主持。

3.两坑的发掘及古城再现（1980年-2005年）
1980年~1981年四川省文物管理委员会与广汉县联合首次发掘三星堆遗址，揭露出大面积的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次发掘 三星堆遗址，首次在三星堆遗址发现陶窑。
1984年 3月~12月第三次发掘三星堆遗址，在西泉坎发掘出龙山时代至西周早期的文化堆积，确定了三星堆遗址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次发掘三星堆遗址，发现三星堆土埂为人工夯筑，首次提出三星堆遗址是蜀国都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所、四川大学历史系与广汉县联合，第五次发掘三星堆遗址，发掘面积1200平方公尺，发现大量灰坑和房屋遗迹‘将三星堆遗址的代上限推至距今 5，000年前。

1986年7月18日当地砖厂在第二发掘区取土时发现祭祀坑，挖出玉石器。第六次发掘三星堆遗址。
1986年7月18日四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所与广汉县联合发掘祭祀坑，编号为一号祭祀坑。出土铜、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件，象牙13根。
8月14日距一号祭祀坑东南约30公尺处发现二号祭祀坑。
8月20日发掘清理二号祭祀坑，出土铜、金、玉、石等珍贵文物1302件（包括残件和残片中可识别出的个体），象牙67根，海贝约4600枚。

1988年10月第七次发掘三星堆遗址，对三星堆土埂进行试掘，确定土 埂为内城墙的南墙。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次联合发掘三星堆遗址，在东城墙发现土坯，首次了解三星堆古城城墙的结构、夯筑方法和年代。
3月举行三星堆遗址祭祀坑出土铜树修复方案论证会，并对铜树进行预合。

1991年12月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第九次联合发
~1992年5月发掘三星堆遗址，将西城墙进行试掘并得到确认。

1994年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十次发掘三星堆遗址，调查发现了三星堆遗址南城墙，并进行了试掘。

1996年10月中日合作对三星堆遗址进行环境考古工作，主要项目有磁场
~11月 雷达探测、红外遥感探测与摄影、卫星图像解析、微地形调查、炭素年代测定、花粉分析、硅质体分析、硅藻分析等。

1997年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十一次发掘三星堆遗址，对三星堆遗址仁胜砖厂墓地进行发掘。共发现墓葬28座，发现了大量玉石器，其中具有良渚文化风格的"玉锥形器"的发现，引起研究者对三星堆玉石器的文化渊源关系进行重新思考。

1999年1月~四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十二次发掘三星堆遗址，对三星堆遗址月亮湾城墙进行发掘，在城墙下发现大量龙山至商代早期的文化堆积，同时城墙又被殷墟时期的堆积叠压叠压，从而可以确定月亮湾内城墙的年代为殷墟早期。

2000年12月~2001年7月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所 第十三次发掘三星堆遗址。在燕家院子发现大量三星堆第四期的文化堆积，使人们对三星堆遗址第四期的文化面貌和年代下限有较为清楚的认识。

2005年3月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究院第十四次发掘三星遗址。在青关山发现大型夯土建筑台基。

后续整理工作（2005年至今）
目前，三星堆遗址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遗址综合报告，
此项工作预计2008年初结束。

问题:能把"贱金属"变成"贵金属"吗？

金与银出现，色泽美丽和稀少而称为"贵金属"，其它金属则相应地被称为"贱金属"

炼金术,希望用某种工艺把贱金属转变为贵金属,客观上起到了促进材料科学发展的作用，在随后一千多年的时间里，使人类积累了一定的材料制备方面的经验，这对十九世纪以后材料科学的形成与发展奠定了基础。

几个著名的"炼金术士"摩耳、玻意耳、牛顿。

1711年英国出现了高六米，边长二点五米见方的高炉，日产铁六吨。1856年英国人亨利•贝赛尔首先用铁炼成了钢 。

炼金术偏重于实际操作，在这方面的技术也的确造福于后代子孙，现代化学中使用的很多设备和技术是由此发展的，制药技术中的一些精炼技术、净水技术、合成橡胶和一些现代材料的制造都与其密切相关。

十九世纪末到二十世纪中叶

低合金高强度钢→超高强度钢→合金工具钢→高速钢

不锈钢→耐热钢→耐磨钢→电工用钢

铝合金→铜合金→钛合金→钨合金→钼合金

金属材料依然在材料家族中占有统治地位

主要优势：

1、金属材料的力学性能全面，可靠性高，使用安全；

2、具有良好的温度使用范围；良好的工艺性能；

3、储量丰富，适合大规模应用

钢铁材料

自工业革命以来，钢铁一直是人类使用的最重要的材料，是国家工业化的基础，钢铁的生产能力是一个国家综合实力的重要标志。目前世界钢铁产量仍然在逐年增长。

中国钢铁工业协会秘书长戚向东说：在2005年钢铁行业还是要把严格控制固定资产的投资作为一项首要的任务，同时进一步提高钢铁行业运行的质量和效益。

钢铁工业发展的趋势

产品结构在变化：板材、管材、带材等高附加值产品的比重大幅增长

产业集中度进一步提高：产钢500万吨以上的企业由13家增加到15家，占全国钢产量的45%

主要应用领域：作为工业中最重要的材料，在未来很长的一段时期内，钢铁材料的主导地位仍将难以动摇。

电力系统：工业锅炉、热交换管道、大型转子和叶轮等

汽车工业：主要结构件、车床与机械工业

铁路与桥梁、船舶与海上钻井平台、兵器工业：坦克、大炮、枪械

石油开采机械及输油管道、化工压力容器、建筑钢筋和构架、

有色金属材料

有色金属材料是金属材料中的重要一员，虽然其产量只是钢铁材料的6%，然而它却以其独有的性能有时占有不可替代的作用。

铝合金：最重要的轻金属合金，具有低密度（2.7g/cm3）、抗大气腐蚀、良好的导电性、高比强度和良好的加工性。是航空工业及多种工业领域中的重要结构材料。

钛合金：密度小（4.5g/cm3）、强度高、耐高温和腐蚀，在航空航天及其它工业领域有重要用途。

镁合金：密度仅有1.7g/cm3，比强度高，减振能力强，在航空航天领域有重要作用。

铍合金：密度1.8g/cm3，比刚度很高，尺寸稳定，惯性低，用于惯性导航和航天低重量刚性件，比热大，可用于散热片和飞行器头部；中子反射截面高，用于原子能反应堆反射层等。

铜合金：用于机械、仪表、电机、轴承、汽车等工业。

锌合金：用于电池锌板，照相和胶印制版，模具和仪表零件。

镍合金：工作温度可达1050℃，用于航空、火箭发动机和反应堆中的高温部件。

锰合金：减振性好，用于潜艇螺旋浆、钻杆等。

铅合金、锡合金：用于保险丝、熔断器、焊料等

钨合金：熔点高3407℃、密度大（19.3g/cm3），可用于大威力穿甲弹等。

钼合金：熔点2610℃、在1100-1650℃下有较高的比强度。

铌合金：熔点2477℃，用于飞机和宇宙飞船推进系统中的高温材料。

金、银、铂、钯、铑、铱等：具有良好的化学惰性、艳丽的色泽、长期不褪色，可做装饰品、电子线路引线、精密电阻、热电偶等。

金属学的发展历史

金属材料在人类社会中的使用历史虽然很长，然而，在相当长的一段时间内关于金属材料方面的相关技术都只是停留在手工艺阶段，而对掌握相关技术的人也只能称为工匠，其原因在于其所掌握的只是经验而没有对金属材料本质的理解。

1861年，英国人肖比首先使用光学显微镜研究了金属的显微结构，对金属的组织结构有了初步的了解，从而开创了一门新的学科--金相学。

1905年X射线用于金属研究，发现了金属原子排列的规律性。

金属学诞生

人类对金属内部微观结构的认识又深入了一步，发现了许多科学规律，解释了大量过去不理解的现象。

电子显微镜的出现使人们能够更加细致地了解金属内部的结构，对其微观世界的认识又前进了一大步。

近20年来，各种电子显微分析设备不断被研制成功，人们已经可以看到原子在材料中的排列，这一切都使金属材料的研究进入了一个崭新的阶段。

不断开拓新的功能：高温合金、钛合金、金属间化合物、阻尼合金、超导合金、形状记忆合金、储氢合金、纳米金属材料、非晶态金属材料。

非晶态金属

1960年美国加洲大学Duwez小组用快冷技术首次获得了非晶态合金(Amorphous alloys) Au70Si30，发现非晶态合金具有很多常规合金不可比拟的优越性。

强度最高、韧性最好、最耐腐蚀、最易磁化

非晶的结构：晶体和非晶体都是真实的固体。晶体是长程有序，在晶体中原子的平衡位置为一个平移的周期阵列。非晶体是长程无序，短程有序，原子排列无周期性，又称金属玻璃。

玻璃化转变动力学性质和冷却速度有关，冷却速度提高，玻璃转变温度降低。

要使原子冻结成保持非晶固体的位移，必须满足原子弛豫时间（t)大于实验冷却时间。

相对于处于能量最低的热力学平衡态的晶体相来说,非晶态固体是处于亚稳态。

金属玻璃一旦形成,就能保持实际上无限长的时间。

结晶的基本过程：形核、长大

C曲线中开始结晶时间的长短决定了生成物的状态

两个方向：降低临界冷却速度、发展快速冷却技术。

非晶的结构特点：

（1）非晶态是一种亚稳态，是在特定条件下形成的，因此在一定条件下将向晶态转变，在向晶态转变的过程中形核率高，因此可以得到十分细小的晶体，在许多条件下还可以 形成一些过度结构。

（2）非晶态合金中没有位错，没有相界和晶界，没有第二相，因此可以说是无晶体缺陷的固体。

（3）原则上可以得到任意成分的确均质合金相，因此大大开阔了合金材料的范围，并且可以获得晶态合金所不能得到的优越性能。

非晶合金的性能：

（1）特殊的物理性能：优异的磁学性能是许多非晶态合金的突出特点，具有软磁性能的合金很容易磁化，一些非晶态永磁合金经过部分晶化后，性能还有大幅度的提高。非晶合金还有较高的电阻率，密度比晶体合金低1-2%，原子的扩散系数大一个数量级，热膨胀系数为晶体的一半左右

（2）优良的耐腐蚀性能：由于其结构更加均匀，使腐蚀过程中不易形成微电池，因而具有更强的抗腐蚀能力。例如，在FeCl3溶液中，钢完全不耐腐蚀，而Fe-Cr非晶合金基本不腐蚀，在H2SO4中，Fe-Cr非晶的腐蚀率是不锈钢的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的钝化膜。

（3）优异的力学性能：非晶合金中原子之间的键合比一般的晶体中的键强，而且无位错等晶体缺陷，因此具有极高的强度。例如，4340超强度钢的断裂强度为1.6GPa，而非晶Fe80B20合金为3.63GPa，Fe60Cr6Mo6B28则达到4.5GPa。在具有高强度的同时，非晶态合金还有良好的韧性和良好的延展性，较高的硬度和耐磨性。

非晶的应用

新一代变压器铁芯，不仅易磁化、矫顽力低，且有很高的电阻，可以大为降低涡流，如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等铁基软磁材料的磁损是常用硅钢片的1/3-1/5，能耗可以因此降低2/3，此外还可做磁记录装置、记忆元件材料等。

由于制造大块非晶困难，因此其应用也受到限制，但可作为复合材料的增强体，高强度、抗海水腐蚀的铜基非晶合金可作为制造潜水艇的材料，某些铁基非晶合金可作为快中子反应堆的化学过滤器。

高纯金属是现代许多高、新技术的综合产物，虽然20 世纪30 年代便已出现“高纯物质”这一名称，但把高纯金属的研究和生产提高到重要日程，是在二次世界大战后，首先是原子能研究需要一系列高纯金属，而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展，对金属纯度要求越来越高，大大促进了高纯金属生产的发展。
纯度对金属有着三方面的意义。第一，金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软，含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面，杂质又是非常有害的，大多数金属因含杂质而发脆，对于半导体，极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金属、碱金属等有害杂质，可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二，纯度研究有助阐明金属材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素，并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三，随着金属纯度的不断提高，将进一步揭示出金属的潜在性能，如普通金属被是所有金属中最脆的金属。而在高纯时被便出现低温塑性，超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在性能的发现，有可能开阔新的应用领域，在材料学方面打开新的突破口，为高技术的延伸铺平道路。

金属的纯度是相对于杂质而言的，广义上杂质包括化学杂质（元素）和物理杂质（晶体缺陷）。但是，只有当金属纯度极高时，物理杂质的概念才是有意义的，因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价金属纯度的标准，即以主金属减去杂质总含量的百分数表示，常用N ( nine的第一字母）代表。如99.9999 ％写为6N , 99.99999 ％写为7N 。此外，半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。金属用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲，理论的纯金属应是纯净完全不含杂质的，并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何金属都达不到不含杂质的绝对纯度，故纯金属只有相对含义，它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高，金属的纯度在不断提高。例如，过去高纯金属的杂质为10-6级（百万分之几），而超纯半导体材料的杂质达10一9 级（十亿分之几），并逐步发展到10 一12 级（一万亿分之几）。同时各个金属的提纯难度不尽相同，如半导体材料中称9N 以上为高纯，而难熔金属钨等达6N 已属超高纯。
高纯金属制取通常分两个步骤进行，即纯化（初步提纯），和超纯化（最终提纯）。生产法大致分为化学提纯和物理提姓两类。为获高纯金属，有效除去难以分离的杂质，往往需要将化学提纯和物理提纯配合使用，即在物理提纯的同时，还进行化学提纯，如硅在无坩埚区熔融时可用氢作保护气，如果在氢气中加入少量水蒸气，则水与硅中的硼起化学反应，可除去物理提纯不能除去的硼。又如采用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时，为了脱碳，有时需要配人比化学计量稍过量的氧，或为脱氧配人一定数量的碳，这种方法又称为化学物理提纯。

一、化学提纯

化学提纯是制取高纯金属的基础。金属中的杂质主要靠化学方法清除，除直接用化学方法获得高纯金属外，常常是把被提纯金属先制成中间化合物（氧化物、卤化物等）, 通过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、还原等方法将化合物提纯到很高纯度，然后再还原成金属，如锗、硅选择四氯化锗、三氧氢硅、硅烷( SiH4）作为中间化合物，经提纯后再还原成锗和硅。化学提纯方法很多，常用的列于表一

表一：常用化学提纯方法

二、物理提纯

物理提纯主要利用蒸发、凝固、结晶、扩散、电迁移等物理过程除去杂质。物理提纯方法主要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法（参见半导体材料章）、电磁场提纯等，此外还有空间无重力熔炼提纯方法。
物理提纯时，真空条件非常重要。高纯金属精炼提纯一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa ）中进行，真空对冶金过程的重要作用主要是：① 为有气态生成物的冶金反应创造有利的化学热力学和动力学条件，从而使在常压下难以从主金属中分离出杂质的冶金过程在真空条件下得以实现；② 降低气体杂质及易挥发性杂质在金属中的溶解度，相应降低其在主金属中的含量；③ 降低金属或杂质挥发所需温度，提高金属与杂质问的分离系数；④ 减轻或避免金属或其他反应剂与空气的作用，避免气相杂质对金属或合金的。污染。因此许多提纯方法，如真空熔炼（真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼）、真空蒸馏、真空脱气等必须在真空条件下进行。
1 ．真空蒸馏
真空蒸馏是在真空条件下，利用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸发速度的不同，控制适当的温度，使某种物质选择性地挥发和选择性地冷凝来使金属纯化的方法，这种方法以前主要用来提纯某些低沸点的金属（或化合物），如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等，随着真空和超高真空技术的发展，特别是冶金高温高真空技术的发展，真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。

蒸馏的主要过程是蒸发和冷凝，在一定温度下，物质都有一定的饱和蒸气压，当气压中物质分压低于它在该温度下的饱和蒸，气压的蒸气压时，该物质便不断蒸发。蒸发的条件是不断供给被蒸发物质热量，并排出产生的气体；冷凝是蒸发的逆过程，气态物质的饱和蒸气压随温度下降而降低，当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱和蒸气压时，这种物质便冷凝成液相（或固相），为使冷凝过程进行到底，必须及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯效果的主要因素是：① 各组分的蒸气分压，分压差越大，分离效果越好；② 蒸发和冷凝的温度和动力学条件，一般温度降低可增大金属与杂质蒸气压的差距，提高分离效果；③ 待提纯金属的成分，原金属中杂质含量越低，分离效果越好；④ 金属和蒸发和冷凝材料间的作用，要求蒸发冷凝材料本身有最低的饱和蒸气压；⑤ 金属残余气体的相互作用；⑥ 蒸馏装置的结构；⑦ 真空蒸馏有增锅式和弟增锅式两种，无增锅蒸馏一般通过电磁场作用将金属熔体悬浮起来（见图一 ) ，有关蒸馏工艺请参见上述元素的精制过程。

图一: 无坩埚蒸馏装置

1—绐料机构；2—待提纯金属；3—挡板；4—阴极；5—冷凝器；
6—遮热板；7—金属收集器；8—真空；9—抽真空装置

2 .真空脱气
真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的过程。实际上是降低气体杂质在金属中的溶解度。根据西韦茨定律，恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因此提高系统的真空度，便相当于降低气体的分压，亦即能降低气体在金属中的溶解度，而超过溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以担粉真空热处理为例，在高真空（2.5 一6μPa）条件下，担的水分在100 一200℃ 急剧挥发，600 - 700℃ 氢化物分解逸出，碱金属及其化合物在1100 一1600℃ 温度下挥发，大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形态挥发，2300℃ 时氮挥发逸出，对比氢、氮对金属亲和势大的氧，则以加碳脱氧（「C] ＋「O] = CO↑）和以上杂质金属低价氧化物MeON 的方式除去。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。

3 ．区域熔炼

区域熔炼是一种深度提纯金属的方法，其实质是通过局部加热狭长料锭形成一个狭窄的熔融区，并移动加热使此狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动，利用杂质在固相与液相同平衡浓度差异，在反复熔化和凝固的过程中，杂质便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布；熔区一般采用电阻加热，感应加热或电子束加热，下图为锗区域熔炼示意图。

图二：锗的区域熔炼提纯示意图

区域熔炼广泛用于半导体材料煌高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯，更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约1x10-3 ％的锗，在区域提纯6 次后，高纯锗部分的杂质浓度可降到1x 10一8 ％。钨单晶经5 次区熔后可由40 提高到2000。

4 ．电迁移提纯

电迁移是指金属和杂质离于在电场的作用下往一定方向迁移或扩散速度的差别来达到分离杂质的目的。是新近发展起来的用于深度提纯金属的方法，其特点是分离间隙杂质（特别是氧、氮、碳等）的效果好，但目前仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯方法结合使用，可获超高纯度的金属。

将棒状样品通过流电，母体金属和杂质离子便向一定方向移动，这时离子的漂移速度为：V = UF

式中，V 为离子漂移速度；U 为离子迁移率；F 为作用于离子的外力，它由电场作用力。和导电电子散射作用于离子的力组成。这些作用力和离子有效电荷数有关。依母体离子和杂质离子的电荷数不同租扩散、漂移速度不同而达到分离目的。

5 ．电磁场提纯

在电磁场作用下深度提纯高熔点金属的技术越来越多地被采用。电磁场不限于对熔融金属的搅拌作用，更主要的是电磁场下可使熔融金属在结晶过程中获得结构缺陷的均匀分布，并细化晶粒结构。在半导体材料拉制单晶时，在定向结晶时熔体中存在温度波动，这种温度波动会导致杂质的层状分布，而一个很小的恒定磁场就足以消除这种温度波动。在多相系统结晶时，利用电磁场可使第二相定向析出，生成类似磁性复合材料的各向异性的组织结构，电磁场还用于悬浮熔炼，这时电磁场起能源支撑作用和搅拌作用，利用杂质的蒸发和漂走第二相（氧化物、碳化物等）来纯化金属。由于不存在和容器接触对提纯金属造成的污染问题，被普遍用于几乎所有高熔点金属的提纯，如钨、钼、钽、铌、钒、铼、锇、钌、锆等。
6 ．提纯方法的综合应用
各个提纯方法都是利用金属的某个物理性质或化学性质和杂质元素间的差异而进行分离达到提纯目的的，如真空蒸馏是利用金属和杂质的饱和蒸气压和挥发速度的差异。区域熔炼是利用杂质在固相和液相间的溶解度差异而进行提纯分离的，因而各个方法都有一定的长处（对某些杂质分离效果好）和短处（对另一些杂质分离效果差）。即使是同一个提纯方法，也因金属性质的不同，提纯效果差别很大，如区域熔炼对高熔点金属的提纯效果好，但对某些稀土金属的提纯效果则不理想。欲获深度提纯金属的效果，一般需要综合应用多种提纯手段。在这方面，各个方法的合理结合应用和先后顺序使用十分重要，通常是将电子束熔炼或蒸馏和区域熔炼或电迁移法相结合，即先进行电子束熔炼或蒸馏提纯，再以区域熔炼或电迁移提纯作为终极提纯手段，以被为例，为获超高纯铍，最好先多次蒸馏提纯，再真空熔炼，最后进行区域熔炼或电迁移提纯，经这样提纯后所得铍单晶纯度达99 .999 % ，残余电阻率R＞1 000 。在制取超纯锗时，一般先用化学法除去磷、砷、铝、硅、硼等杂质，再用区熔法提纯得到电子级纯锗；最后多次拉晶和切割才能达到13N 的纯度要求。下表为各种方法结合使用提纯金属铼的效果。

表二：各种提纯方法提纯金属铼的效果

7 ．宇宙空间条件下提纯金属

宇宙空间的开发为提纯金屑制造了新的机会。宇宙空间的超高真空（约10-1OPa）、超低温和基本上的无重力，为金属提纯提供了优越条件。在这种条件下，液态金属中将不会有对流的问题，结晶时杂质的分布将只具有纯扩散性质，熔化金属毋需坩埚，超高真空尤其有利于杂质的挥发和脱气。这些对于采用熔炼、蒸发、区域熔炼等方法提纯化学活性大的金属和半导体材料来说更是非常理想的条件。以提纯锗为例，在地球上锗垂熔时杂质稼的分离系数为0.1/0.15，而在宇宙空间时则达0.23/0.17 。在无重力条件拉制的晶体的完整性较在重力条件下的完整性好很多。以锑化铟为例，其位错密度比只是在重力条件下的位错密度的1/6 。由于宇宙中液态金属表面张力系数值很大，故在宇宙间用无坩埚区域熔炼法必定能制备出极高纯度和完整性的单晶来。此外，超低“宇宙”温度也具有良好的应用前景。

此文附图，参考：http://www.chinesemine.cn/zy/2008/0706/article_202.html

⑺ 求实验室减压蒸馏装置图

实验室减压蒸馏装置图如下图所示：

实验原理

1.减压蒸馏适用对象

在常压蒸馏时回未达沸点即已答受热分解、氧化或聚合的物质

2、减压下的沸点

(1)通常液体的沸点是指其表面的蒸气压等于外界大气压时的温度；

(2)液体沸腾时温度是与外界的压力相关的，即外界压力降低沸点也降低；

(3)利用外界压力和液体沸点之间的关系，将液体置于一可减压的装置中，随体系压力的减小，液体沸腾的温度即可降低，这种在较低压力下进行蒸馏的操作被称为减压蒸馏。

(7)有效硼的蒸馏装置图扩展阅读

注意事项

1.真空油泵的好坏决定于其机械结构和真空泵油的质量，如果是蒸馏挥发性较大的有机溶剂，其蒸气被油吸收后，会增加油的蒸气压，影响泵的抽真空效果；如果是酸性的蒸气，还会腐蚀泵的机件；

另外，由于水蒸气凝结后会与油形成浓稠的乳浊液，破坏了油泵的正常工作。因此，在真空油泵的使用中，应安装必要的保护装置。

2.测压计的作用是指示减压蒸馏系统内部的压力，通常采用水银测压计，一般可分为封闭式和开口式两种。使用时必须注意勿使水或脏物侵入测压计内。水银柱中也不得有小气泡存在。否则，将影响测定压力的准确性。

⑻ 求氨氮蒸馏装置图

本标准参照采用国际标准ISO5663-1984《水质——凯氏氮的测定——硒催化矿化法》。

1主题内容与适用范围

1.1主题内容本标准规定了以凯氏(Kjeldahl)法测定氮含量的方法。它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐的有机氨化合物。此类有机氮化合物主要是指蛋白质、月示、胨、氨基酸、核酸、尿素及其他合成的氮为负三价态的有机氮化合物。它不包括叠氮化合物、连氮、偶氮、腙、硝酸盐、亚硝基、硝基、亚硝酸盐、腈、肟和半卡巴腙类的含氮化合物。

1.2适用范围

本标准适用于测定工业废水、湖泊、水库和其他受污染水体中的凯氏氮。

1.3测定范围

凯氏氮含量较低时，分取较多试样，经消解和蒸馏，最后以光度法测定氨。含量较高时，分取较少试样，最后以酸滴定法测定氨。

1.4最低检出浓度

试料体积为50mL时，使用光程长度为10mm比色皿，最低检出浓度为0.2mg／L。

2原理

水中加入硫酸并加热消解，使有机物中的胺基氮转变为硫酸氢铵，游离氨和铵盐也转为硫酸氢铵。消解时加入适量硫酸钾提高沸腾温度，以增加消解速率，并以汞盐为催化剂，以缩短消解时间。消解后液体，使成碱性并蒸馏出氨，吸收于硼酸溶液中。然后以滴定法或光度法测定氨含量。汞盐在消解时形成汞铵络合物，因此，在碱性蒸馏时；应同时加入适量硫代硫酸钠，使络合物分解。

3试剂

本标准所用试剂除另有说明外，均为分析纯试剂。实验用水均为无氨水。

3.1无氨水制备

3.1.1离子交换法：将蒸馏水通过一个强酸性阳离子交换树脂(氢型)柱，流出液收集在带有磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。

3.1.2蒸馏法：于1L蒸馏水中，加入0.1mL浓硫酸，并在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，然后集取约800mL馏出液于具磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。

3.2硫酸，P20＝1.84g／mL。

3.3硫酸钾(K2SO4)。

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

3.5硫代硫酸钠一氢氧化钠溶液：称取500g氢氧化钠溶于水，另称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于上述溶液中，稀释至1L，贮于聚乙烯瓶中。

3.6硼酸溶液：称取20g硼酸(H3BO3)溶于水，稀释至1L。

3.7硫酸标准溶液，c(1/2H2SO4)＝0.02mo1／L：分取11mL(1＋19)硫酸，用水稀释至1L。按下述操作进行标定。

称取经180℃干燥2h的基准试剂级碳酸钠(Na2CO3)约0.5g(称准至0.0001g)，溶于新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶内，稀释至标线。

移取上述25.00mL碳酸钠溶液于150mL锥形瓶中，加25mL新煮沸放冷的水，加1滴甲基橙指示液(0.5g／L)，用硫酸标准溶液滴定至淡橙红色止，记录用量。

计算：

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

式中：c——硫酸标准溶液浓度，mo1／L；

m——称取碳酸钠质量，g；

V——硫酸标准溶液滴定消耗体积，mL；

53——碳酸钠(1/2H2SO3)摩尔质量。

3.8甲基红-亚甲蓝混合指示液：称取200mg甲基红溶于100mL95％乙醇。称取100mg亚甲蓝溶于50mL95％乙醇。以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用。每月配制。

4仪器

4.1凯氏定氮蒸馏装置

参见下图。

⑼ 有机肥检测方法及仪器

有机肥检测可以使用土壤养分测定仪，该仪器可检测土壤及化肥、有机肥（回含叶面肥、水溶肥、喷答施肥等）、植株中的速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、有机质、酸碱度，钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等各种中微量元素以及铅、铬、镉、汞、砷等各种重金属含量。

土壤养分测定仪可以测定肥料中氮（N）、磷（P）、钾（K）等养分，并且具有同时、快速、准确检测的优点。

(9)有效硼的蒸馏装置图扩展阅读

有机肥料技术指标

1、有机质分子质量（以烘干基计）45，总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计）≥5.0，水分（鲜样）的质量分数≤30，酸碱度（PH）5.5-8.5。

2、金属指标单位：mg/kg

总砷(As)（以烘干基计）≤15；总汞（Hg）（以烘干基计）≤2；总铅（Pb）（以烘干基计）≤50；总铬（Cr）（以烘干基计）≤150；总镉（Cd）（以烘干基计）≤3

3、细菌指标

蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数指标应符合NY884 的要求。

参考资料来源：网络—有机肥

参考资料来源：网络—土壤养分测定仪

⑽ ICP-MS法测定

仪器设备与器皿

电感耦合等离子体质谱仪。

Carius管一种高硼厚壁耐高压大玻璃安瓿瓶。装溶液部分长20cm，外径1.9cm。壁厚3mm。细颈部分长6cm，外径1cm，壁厚1.5mm。还可根据需要改变尺寸。

不锈钢套管两端有带泄压孔的螺旋帽，尺寸大小取决于Carius管的大小。

准确控温鼓风烘箱20～300℃，±1℃。

高温炉1100℃。

离心机可离心10～50mL离心管。

锆坩埚直壁，35mL(美国MetalTechnologyInc.生产)，使用前置锆埚于高温炉中，加热升温至250℃，以后每15min增加25℃，直到700℃。于700℃保温45min，然后冷却至室温。这样埚壁表面被钝化，从银灰色转为黑色，可在一定程度上保护坩埚在试样熔融时少受过氧化物侵蚀。使用前用热12mol/LHCl清洗3次。在反复使用前重复以上操作。

Teflon分液漏斗120mL。

Teflon或聚丙烯离心管50mL、15mL、10mL。

Teflon烧杯150mL。

Parafilm密封膜。

Teflon试剂瓶30mL、60mL、120mL、250mL、500mL。

石英试剂瓶1000mL、2000mL

鼓泡和洗气装置可选用养金鱼的小气泵，产生的气体经装有超纯水的洗气瓶清洗后通入蒸馏瓶。用针形伐调节通入气泡的速度。

蒸馏装置常规蒸馏装置示于图86.1a中。材质为普通玻璃，由3部分组成:①送气系统，由气泵、洗气瓶和相互连接的乳胶管组成。②主体蒸馏部分，在100mL圆底磨口蒸馏瓶上面装有回流管。一侧有通气管，可通入洁净空气到蒸馏瓶底部溶液中，通气管底部与蒸馏瓶底部内侧距离约为0.5～1cm，以保证通气顺畅。另一侧上部有带磨口排气管，可导出挥发性蒸馏产物OsO₄。③OsO₄吸收部分，25mL比色管，内装5mL超纯水，置于冰水浴中。

Carius管直接蒸馏分离锇方法装置示于图86.1b中。蒸馏装置由3部分组成:①送气系统，由气泵、流量计、洗气瓶及塑料连接管组成。②主体蒸馏部分，Carius管置于圆底烧瓶中，靠水浴加热。Carius管密封头为3cm长硅胶管(外径12mm，壁厚2mm)用玻璃堵头密封硅胶管一头，然后用针在硅胶管两侧向斜下方扎2个孔，分别插入2根Teflon通气管(外径2mm，壁厚0.5mm)，其中进气管较长，位于管内一端可达到逆王水液面下底端，出气管较短，管内一端位于Carius管上部无溶液处。实验前要预先准备好多套Carius管密封头。③OsO₄吸收部分，5mL玻璃试管内装2mL超纯水，置于冰水浴中，吸收蒸馏出的OsO₄。为防止Os的记忆效应，硅胶管和Teflon通气管均为一次性使用。

图86.1 蒸馏装置示意

器皿清洗

Carius管清洗首先用去污粉初步清洗，洗掉表面油污和灰尘，然后泡在K₂Cr₂O₇-H₂SO₄洗液中一周，取出用超纯水清洗干净，150℃烘干，用干净的塑料袋包装好，备用。如果Carius管的加工过程没有Re、Os污染，也可以直接使用，不清洗。

玻璃蒸馏器、烧杯、比色管和其他玻璃器皿清洗用100g/LKOH乙醇溶液浸泡2h，用水清洗后在热的稀王水中煮0.5h，最后用超纯水冲洗干净。

Teflon分液漏斗和烧杯清洗使用完毕后立即用热水冲洗，然后在热的(1+4)HCl中浸泡，最后用超纯水冲洗干净。

试剂与材料

试剂中若Re或Os含量大于1pg/g，需进行纯化，以确保Re和Os含量均小于1pg/g。

超纯水电阻率18MΩ·cm。

丙酮MOS级。

NaOH溶液优级纯，c(NaOH)=5mol/L。

Na₂O₂分析纯。

超纯HCl优级纯HCl经双瓶蒸馏纯化。纯化后，c(HCl)=10mol/L。

超纯HNO₃用小气泵通入空气到装有超纯水的250mL玻璃洗气瓶，然后通入装有优级纯硝酸的250mL蒸馏瓶中，加热微沸2h除去痕量Os。通气速度2～3气泡/s。再进行一次双瓶蒸馏除去Re。纯化后，c(HNO₃)=15.5mol/L。

H₂O₂优级纯。

H₂SO₄MOS纯。

¹⁸⁵Re稀释剂金属粉末(美国橡树岭国家实验室产品)。

¹⁹⁰Os稀释剂金属粉末(美国橡树岭国家实验室产品)。

金属Re带高纯金属w(Re)=99.999%(美国Cross公司)。

(NH₄)₂OsCl₆光谱纯，英国JohnsonMalthey产品。

¹⁸⁵Re、¹⁹⁰Os稀释剂溶液稀释剂溶液的制备与浓度标定见附录86.5A。

同位素比值标准溶液同位素比值标准的配制与测定见附录86.5B。

Re-Os同位素标准物质辉钼矿定年标准参考物和其他岩石矿物标准参考物定值数据列于附录86.5C。

试样制备

1)样品采集和加工。辉钼矿是最重要的Re-Os定年矿物。对野外采集的辉钼矿矿石样品粉碎后进行辉钼矿单矿物挑选，将选出的辉钼矿单矿物置于显微镜下检查，确保晶体新鲜、无氧化、无污染，然后，将其研磨至小于74μm。有些辉钼矿成片状，很难磨细，可用剪刀剪碎后进行研磨。研磨时可加入少许无水乙醇以防止试样飞溅。装入称量瓶，在80℃烘2h，置于干燥器中备用。用于Re-Os同位素分析。

为了减少辉钼矿中¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os失耦现象对准确测定年龄的影响，一定要多采样，细磨碎。各种地质体里辉钼矿中Re、Os含量差别较大，取样量也有很大差别。一般希望准备0.3～1g试样，特别是对于易发生失耦现象的大颗粒、长年龄以及钨矿石英脉中的大颗粒辉钼矿，要有1g左右的试样。大的晶体比小的晶体失耦现象严重，所以最好多选小晶体。将所选颗粒试样磨细(<0.1mm)混匀，有利于得到稳定重现的年龄结果。

其他的Re-Os定年矿物，Re、Os含量较低，一般需要准备5g左右的试样。对于Cu-Ni硫化物矿，最好选择新鲜的、纯的块状硫化物矿石。

为了得到相关性很好或者说权重均方差较小的Re-Os等时线，要在较大范围内多采一些试样，最好有10个试样，使得Re含量和Re/Os比变化较大。如果只在一块矿石中取样，可能导致点在等时线上分布过于集中，等时线年龄误差过大。

2)试样中Re、Os含量的初测。不同岩石矿物中Re、Os含量变化很大。首先可根据Re、Os在各种岩石矿物中的大约含量决定取样量，并做初步测定，根据测定结果决定实际取样量和稀释剂加入量。可根据实验室条件自行选择一种简便易行的方法进行初测，也可直接按下述试样分解操作，待得到结果后，再调整取样量和稀释剂加入量，重新进行精确测定。

3)取样量和稀释剂加入量。根据试样中Re、Os大约含量和仪器的灵敏度决定取样量和稀释剂加入量。详细计算过程参见下面测定结果计算部分。一般来说，辉钼矿Re、¹⁸⁷Os含量较高，取样量约为2～400mg;其他硫化物和岩石试样Re、Os含量低，取样量约为0.2～2g。稀释剂的加入量应大约等于试样中Re、Os的含量。对于不同Re/Os比值的试样，应采用不同浓度、不同混合比的混合稀释剂。采用混合稀释剂可消除年龄计算中稀释剂的称量误差。

4)试样分解。本节只介绍Carius管溶样和碱熔两种最常用的试样分解方法。对于辉钼矿、黄铁矿、毒砂、橄榄岩等试样，目前一般多采用Carius管溶样方法。对于难熔岩石矿物，如含铬铁矿、尖晶石等试样，可采用碱熔方法或高温高压(～300℃)Carius管溶样方法。

a.Carius管王水介质分解试样。准确称取一定量(2～1000mg，精确到0.01mg)试样。通过细长颈玻璃漏斗加入到Carius管底部。缓慢加干冰或液氮到已装有半杯乙醇的保温杯中，边加边搅拌，使成黏稠状，保持温度在-50～-80℃。把装好样的Carius管放到该保温杯中，把事先准确称取在Teflon小瓶内的一定量(精确到0.01mg)混合稀释剂溶液通过原细颈漏斗加入到Carius管底部，顺序加入3mLHCl、5mLHNO₃、1mLH₂O₂。取样量少时，酸量可适当减少。H₂O₂的加入可提高ICP-MS测定Os的灵敏度，如Os含量高时可以不加。要注意一定要当一种溶液冷冻后再加入后一种溶液，否则可能由于稀释剂中¹⁹⁰Os的少量挥发损失导致年龄测定值偏高。待管内溶液完全冷冻后，用煤气氧气火焰加热封好Carius管的细颈部分。为了防止冻结溶液回到室温后，因试样和试剂反应激烈，管内压力骤然增大可能发生爆炸，最好在管内溶液解冻前就将Carius管放入两端有泄压孔的不锈钢套管内。将套管轻轻放入鼓风烘箱内，估计化冻后，逐渐升温到230℃。保温24h。黄铁矿与逆王水反应激烈，升温到200℃即可。在高温加热时，有可能发生爆炸，但有钢套保护，不会造成人身伤害。待冷却到室温后，取出Carius管，再放入-50～-80^oC的保温杯中。在底部溶液冻结的情况下，用玻璃刀在细颈部分上端划痕。用煤气氧气火焰烧红一根细玻璃棒的一端，触烫划痕，使产生裂纹(有时管内压力过大，Carius管的端头可能崩掉，造成人身伤害，最好先在Carius管细颈部分用火焰熔化玻璃烧一个洞，泄压后再划痕开管)，而后放入冰柜。测定前取出，放入冰水浴中。待所封溶液解冻融化后，用木棒轻敲Carius管细颈部分顶端使其断开，转出溶液。以上操作涉及高温高压，操作者胸前要有1cm厚有机玻璃屏蔽板，并戴防护面具。避免爆炸造成人身伤害。一定要注意安全!

b.锆埚碱熔分解试样。称取一定量(精确到0.01mg)混合稀释剂于锆坩埚中，放入冰箱中冷冻0.5h。加入过量5mol/LNaOH溶液，在瞬间中和稀释剂中的酸，并转化为使铼、锇稳定的碱性溶液。注意轻加、轻摇稀释剂溶液，尽量不要使溶液爬壁过高，否则严重影响同位素交换平衡，导致结果误差偏高。冷却的锆埚可吸收酸碱中和所产生的热量，以防止稀释剂中锇的损失。蒸干转为碱性介质的稀释剂后，称入0.5～1g(精确至0.0001g)试样和4gNaOH。为避免污染，外套瓷坩埚，放入325℃高温炉中。升温速度25℃/20min，至400℃。这是为了熔化NaOH以使试样和稀释剂均匀化，在此还原条件下要尽量轻一些摇动(试样的流动性不好)。冷却，加入4gNa₂O₂(加入4gNa₂O₂后，温度升到450℃以上熔融液流动性变好。如需过夜操作，把带试样的锆埚放在干燥器内保存)。混合物先后在450℃、550℃和650℃各停留20min，并摇动几次。冷却后，擦净锆埚外壁，放入已有50mL热水的150mLTeflon烧杯内，注意水一定要盖过坩埚，盖盖。在电热板上微沸1h。用水清洗并取出坩埚。继续加热至提取液体积为50mL。转入50mL离心管，离心。一半上清液转入Teflon分液漏斗中用于Re的萃取分离，另一半提取液转入蒸馏瓶用于Os的分离。

5)Re-Os分离流程。

a.Os的常规蒸馏。对于Carius管试样分解直接用20mL水将管中液体转入蒸馏装置的蒸馏瓶中。用25mL比色管，内装5～10mL超纯水，放在冰水浴中，吸收蒸馏出的OsO₄(图86.1a)。加热微沸，蒸馏30min。水吸收液用于ICPMS测定Os同位素比值。

对于碱熔试样分解方法将一半提取液转入蒸馏装置的蒸馏瓶中，加入约0.5gCe(SO₄)₂，安装好蒸馏装置后，从顶部带活塞的漏斗加入约30mL9mol/LH₂SO₄，然后按上一段方法进行蒸馏，用5～10mL超纯水吸收蒸馏出的OsO₄。

b.Carius管直接蒸馏。将溶好冰冻的Carius管打开，蒸馏前放在冰水浴中回温后，断开细颈，加入数毫升MilliQ水，将事先准备好的Carius管密封头套在Carius管的细颈部分［图86.1(b)］，按“仪器设备与器皿”中蒸馏装置的说明连接好管路，在Teflon管插入硅胶管处用水帮助密封。调节到合适的通气流速，观察到Carius管内溶液和OsO₄吸收液中气泡均匀而稳定后，将其置于装有微沸水的烧瓶中，在选定的进气流量条件下，进行直接蒸镏。用内装2mL超纯水的5mL玻璃试管(冰水浴)吸收蒸馏出的OsO₄。

c.丙酮萃取分离Re。对于Carius管试样分解方法，将蒸馏Os后的残液置于120℃电热板上加热至近干(如果Re含量很高，也可只取部分溶液进行此项操作)，加入少量水加热赶酸，重复赶酸一次。加入10mL6mol/LNaOH，微热以促进转为碱性介质。将碱性试样溶液和沉淀一并转入120mLTeflon分液漏斗中。加入10mL丙酮萃取Re。振荡1min，静止分层(如沉淀太多，需多加6mol/LNaOH溶液，转入50mL离心管离心，将上层清液转入分液漏斗进行分相)。弃去下层水相和沉淀。加2mL6mol/LNaOH溶液到分液漏斗中，振荡1min，进一步洗去丙酮相中的杂质，弃去下层水相。将丙酮相转入50mL离心管中，离心10min，用滴管取出上部丙酮到已加有2mL水的100mLTeflon烧杯中(这一次离心是为了保证丙酮相不会夹杂碱液，防止以后溶液含盐量过高而导致雾化器堵塞)。由于丙酮沸点为56.48℃，为避免爆沸，在电热板上开始加热务必保持约50℃，待丙酮蒸发完后，可升高电热板温度到120℃，继续加热剩余水溶液至干。用0.5mL超纯HNO₃中和溶解残渣。有时HNO₃提取液呈黄色，这可能是丙酮的降解产物。反复加热近干并滴加H₂O₂和HNO₃，可使溶液清亮无色。该溶液被稀释为约含Re3ng/mL的(2+98)HNO₃溶液，用ICP-MS测定Re同位素比值。

对于碱熔方法分解的试样，特别适合丙酮萃取分离Re。因为无需进行介质转化，将一部分提取液直接转入Teflon分液漏斗中，按上一段方法进行Re的萃取分离。

以上是通用的方法。对于Re含量高，取样量在50mg以下的辉钼矿试样，可以只加4mL6mol/LNaOH转化试样成碱性介质，并直接转入10mLTeflon离心管内，加入4mL丙酮，震摇1min，离心分相，用滴管取出上面部分丙酮溶液，按前述方法制备成含Re约3ng/mL的(2+98)HNO₃硝酸溶液，用ICP-MS测定Re同位素比值。

Re、Os同位素比值测定

以ThermalX-7ICP-MS为例的要求操作参数见表86.5。

表86.5 ICP-MS仪器测量参数

ICP-MS采用溶液进样，被测元素在ICP中发生电离，四极杆选择通过的质量数，最后用电子倍增器接收信号，采用动态跳峰的方式得到同位素比值。ICP-MS测量不同试样时通常需要仔细清洗Teflon进样管，密切监控溶液的基体效应、质量分馏效应和元素间质量干扰。在进行同位素分析时仔细调节仪器参数，以达到最佳测量状态。

一般来说金属硫化物中Re的含量比Os含量高得多。获得正确地质年龄的关键之一是ng量级甚至pg量级Os含量及同位素组成的准确测定。Os的价态行为比较复杂，在酸性、碱性和水溶液中主要以+4、+6和+8价状态存在;随着温度和放置时间的变化，价态很容易转化。以往实验证明(何红蓼等，1993)，不同价态的ICP-MS灵敏度差别较大。这是因为被分析溶液经过雾化形成气溶胶进入等离子体，其雾化效率只有1%～2%。Os(+4、+6)的信号正是由这～2%的有效雾化部分所产生的，其余～98%则未经利用而作为废液排除。因Os(+8)有很强的挥发性，在排废前的雾化过程中就以OsO₄气体形式逸出，被载气带入ICP，使+8价Os的灵敏度比+4价和+6价高～50倍，这有效地提高了ICP-MS测定Os的灵敏度和精度。OsO₄的易挥发性带来了ICPMS测定时的高灵敏度，同时也影响了OsO₄水溶液长期保存的稳定性。用于ICP-MS测定的OsO₄水溶液如放置时间太长，OsO₄的挥发损失将导致Os信号变小。为了防止OsO₄挥发损失，可将其冷冻(-18℃)。存于25mL玻璃比色管中的OsO₄水溶液体积不要超过5mL，并尽量将比色管斜放，否则比色管容易被冻裂。

OsO₄水溶液最好贮藏在玻璃或石英容器中。如贮藏在聚乙烯瓶中，数小时后就被瓶壁还原吸附，ICP-MS测定信号就完全消失了。

ICP-MS测定Re、Os采用溶液直接进样，简单快速。为了得到准确的同位素比值，一般要重复5次进样测定。OsO₄溶液能够渗透到Teflon进样管的管壁中，且气态OsO₄会分布于整个雾化系统的各个死角，具有很强的记忆效应。为了清洗Teflon进样管中记忆的Os，首先用超纯水清洗，再用(5+95)超纯HNO₃和H₂O₂交替清洗进样管。最后用超纯水彻底将进样管清洗干净，以避免试样之间的交叉污染。一般ICP-MS采用蠕动泵进样，有利于溶液匀速进入系统。但在泵对软管的推动和挤压下蠕动泵的软管内壁变得粗糙，使Os的记忆效应更为严重。在测定Os时最好利用雾化器形成的负压直接将溶液引入。

电子倍增器在脉冲方式工作时，在高计数率的情况下，检测器获得的计数比实际到达检测器的离子数要少，这种现象主要是检测器的死时间所致。在同位素分析中，为了获得较好的精密度和准确度，一般要求足够高的计数率，由此可能会导致丰度较高的同位素离子计数率受到死时间的严重影响，从而影响同位素比值测定的精度和准确度，因此必须对死时间进行校正。一般仪器在计算比值时会自动扣除隐含的死时间。仪器的死时间会随着仪器使用时间和电子倍增器性能的变化而有改变，对于要求精确的同位素比值测定最好经常测定一下。死时间校正公式为Vanhaecke1998年得出:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:C_corr为经过死时间校正后的同位素计数值;C_obs为未作仪器死时间校正时观测到的同位素的计数值;τ为检测器死时间。

测定死时间的主要步骤为:配制一组不同浓度的普通Re溶液;在死时间设置为零的条件下测定每个溶液的同位素比值;对各浓度测定的同位素比值分别用0ns、10ns、20ns、30ns、40ns、50ns、60ns、70ns死时间进行校正;计算同位素比值归一化值R，R为死时间校正后的Re同位素比值(187/185)除以推荐值1.674(Bohlkea，2005);以归一化值R为纵坐标，校正所用的死时间为横坐标作图，得到不同浓度系列的数条直线;各浓度直线的相交点对应的时间即为需要确定的检测器的死时间(图86.2)。从理论上讲，不同浓度的直线应交汇于一点，但实际测定值总有一定误差。从图上可见，此次死时间的测定结果约为43ns。

图86.2 检测器死时间测定

死时间的测定不可能完全准确，所以即使经过死时间校正，仍会存在一定误差，特别是高计数率时。在测定比值的时候，分子和分母都会受到影响;如果比值接近1时，最后给比值带来的误差会由于相互抵消而减小，即比值测定结果受死时间误差的影响较小。假定死时间的误差为5ns，经过上面公式计算，如果测定的同位素比值分别为0.2、0.5和0.8，要求比值的偏差在0.1%以下，那么分母同位素计数率的上限值分别为20×10⁴、40×10⁴和100×10⁴。一般控制在40×10⁴以下。

质量分馏效应和同位素干扰校正

1)质量分馏效应校正。与N-TIMS相比，ICP-MS的一个严重缺点是质量分馏较大，这直接影响同位素比值测量的准确性，必须加以校正。普通Os有7个同位素，其中¹⁸⁷Os和¹⁸⁶Os属放射成因同位素，其他5个稳定同位素之间的比值是不变的，很适合于用内标法进行质量分馏校正。内标法要求质量分馏和同位素质量之间存在着某种函数关系(线性规律、指数规律和对数规律)。实验结果表现出近似的线性关系和对数关系。对于未加稀释剂的普通锇溶液，可以用内标在线校正。因为一般认为，在Os的7个同位素中，¹⁸⁷Os是放射成因的，在不同的岩石矿物中它与其他同位素的原子数比值变化很大。188、189、190、192这4个同位素的原子数之间的比值不变且具有较高的同位素丰度，因此可以根据它们之间质量分馏和同位素质量之间的函数关系求得187/188的分馏系数，从而对实际测量的187/188值进行校正。为了得到较准确的质量分馏和同位素质量之间的函数关系，每个质量峰都要有足够高的计数率。

Re只有两个同位素，不适合用内标法进行分馏校正。曾尝试在测量Re的同位素组成时，在Re的待测溶液中添加Ir，利用Ir同位素组成对Re进行在线同位素分馏校正;但是只有当Ir浓度与Re浓度接近时，才能得到好的分馏校正结果(杨胜红等，2007)。

以上的分馏校正方法都取得了一定的效果。从方便、简单和实效方面考虑，常采用与稀释法所得到的同位素比值接近的同位素比值标准为外标来进行分馏校正。采用外标法要求仪器比较稳定。为了得到准确的比值，有时测一个试样，紧跟一个同位素比值标准的测定。

质量分馏校正采用外标法，按下式校正:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:R_true表示待测试样真正的同位素比值;R_meas表示ICP-MS实测待测试样的同位素比值;F分馏系数。

按下式计算分馏系数:

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式中:R(iso.std)_meas表示同位素比值标准溶液ICP-MS实测的同位素比值;R(iso.std)_N表示同位素比值标准溶液N-TIMS多次测量所得同位素比值的平均值。由于NTIMS的质量分馏远好于ICP-MS，故以N-TIMS所测同位素比值作为校正ICP-MS所测同位素比值的标准。

2)Re、Os同位素干扰校正。

等离子体质谱仪(ICP-MS)同位素干扰校正¹⁸⁷Re和¹⁸⁷Os是同质异位素，虽然已对Re、Os进行了化学分离，难免有分离不够完全的情况。在测量Re的同位素组成时，应该监测¹⁹⁰Os以检查是否存在有少量¹⁸⁷Os的干扰;在测定Os的同位素组成时，应该监测¹⁸⁵Re以发现是否存在少量¹⁸⁷Re的干扰。如果需要同时测定¹⁸⁶Os，还必须监测¹⁸²W质量峰，根据¹⁸⁶W/¹⁸²W丰度比值来扣除¹⁸⁶W对¹⁸⁶Os的质量干扰。