专利摘要
本发明提供了一种羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法，具有这样的特征，制备方法包括以下步骤：步骤1，称取亚硝酸钾和乙酸钾，将亚硝酸钾和乙酸钾溶解于冰水后倒入反应吸收塔中并加入冰块，得到混合溶液；步骤2，将亚硫酸氢钠晶体加入反应器中后倒入去离子水并进行水浴加热来产生SO2气体；步骤3，将SO2气体通入反应吸收塔，将反应吸收塔置于磁力搅拌机上搅拌，多余的SO2气体经过防倒吸装置进入尾气处理装置，在尾气处理装置中产生气泡后，将反应吸收塔放置于冷藏室中，在反应吸收塔底部得到晶体；步骤4，将晶体用冰水洗涤并烘干后得到羟胺二磺酸钾。标定法通过紫外分光度计和拉曼光谱仪来对羟胺二磺酸根离子浓度进行标定。
权利要求
1.一种羟胺二磺酸钾的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，称取摩尔比为1：1的亚硝酸钾和乙酸钾，将所述亚硝酸钾和所述乙酸钾溶解于冰水后倒入反应吸收塔中，而后向所述反应吸收塔中加入过量的细碎冰块，得到亚硝酸钾和乙酸钾的混合冰水溶液；
步骤2，将亚硫酸氢钠晶体加入反应器中，并向所述反应器中倒入200ml的去离子水后在50℃-60℃的温度下进行水浴加热，而后所述反应器中产生SO
步骤3，将所述反应吸收塔置于转速为80-100n/min的磁力搅拌器上，并将所述SO
步骤4，将所述晶体用冰水洗涤4次后放入90℃烘干箱中烘干12h，得到纯净的羟胺二磺酸钾晶体，
其中，所述步骤3中，所述反应吸收塔中发生反应的反应方程式为：
SO
KNO
2.根据权利要求1所述的羟胺二磺酸钾的制备方法，其特征在于：
其中，所述亚硫酸氢钠的摩尔数至少为所述亚硝酸钾摩尔数的4倍。
3.根据权利要求1所述的羟胺二磺酸钾的制备方法，其特征在于：
其中，所述反应器下方放置有小石头来防止所述反应器底部温度过高而破裂。
4.一种标定如权利要求1所述方法制备得到的羟胺二磺酸钾晶体的羟胺二磺酸钾溶液中羟胺二磺酸根离子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，利用所述羟胺二磺酸钾晶体来制备不同浓度的羟胺二磺酸钾溶液；
步骤2，取5个150mL的三角瓶分别加入1mg/mL的硫酸盐标准溶液0、1、2、3、4mL，加蒸馏水至50mL，各加1mL25mol/L的盐酸，加热煮沸5min，取下后各加2.5mL的铬酸钡悬浮液，再煮沸5min，取下所述三角瓶冷却后，向各瓶逐滴加入氨水使溶液呈柠檬色后再多加两滴，冷却后对各瓶中的溶液用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于50mL比色管中，利用紫外分光度计对标准溶液进行比色，得到不同浓度的标准硫酸根离子溶液的吸光度，从而得到硫酸根离子浓度与溶液吸光度的关系；
步骤3，利用所述紫外分光度计得到所述羟胺二磺酸钾溶液的吸光度，根据得到的所述硫酸根离子浓度与吸光度的关系来确定所述羟胺二磺酸钾溶液中所述硫酸根离子的浓度，根据硫原子守恒得到去除所述硫酸根离子后所述羟胺二磺酸钾溶液中的羟胺二磺酸根离子浓度；
步骤4，进行激光拉曼测量实验，利用拉曼光谱仪测得不同浓度溶液中所述羟胺二磺酸根离子的峰面积，从而得到所述羟胺二磺酸根离子的峰面积与所述羟胺二磺酸根离子浓度的关系；
步骤5，测量溶液中的所述羟胺二磺酸根离子的峰面积，利用得到的所述羟胺二磺酸根离子峰面积与所述羟胺二磺酸根离子浓度的关系来得到溶液中所述羟胺二磺酸根离子的浓度，从而完成对所述羟胺二磺酸根离子的浓度的标定，
其中，所述步骤1中，制备所述羟胺二磺酸钾溶液时，所述羟胺二磺酸钾晶体发生水解，反应方程式为：
说明书
技术领域
本发明属于化学领域，具体涉及一种羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法。
背景技术
人类利用煤、石油以及天然气等各种能源来推动经济、文化和社会的发展，但这些能源的利用随之也导致各种各样的环境问题，比如温室效应、酸雨和光化学污染等环境问题。其中燃煤电站排放的二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物是导致这些问题的一个主要因素。
目前，国内外已经提出了很多一体化同时脱除烟气中的硫氧化物和氮氧化物的思路与方法，并且有许多相关技术(FGD和SCR组合工艺的一体化脱硫脱硝技术)已经应用于实际。在脱硫脱硝过程中，吸收液中的NO2-与烟气中的SO2会发生反应形成许多种氮硫化合物，其中羟胺二磺酸就是主要的一种。羟胺二磺酸是一个非常重要的中间产物，对脱硫脱硝的效率以及硫酸和硝酸的生成有很大的影响，而如何准确测量出溶液中羟胺二磺酸离子浓度一直没有得到解决。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法。
本发明提供了一种羟胺二磺酸钾的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤1，称取摩尔比为1：1的亚硝酸钾和乙酸钾，将亚硝酸钾和乙酸钾溶解于冰水后倒入反应吸收塔中，而后向反应吸收塔中加入过量的细碎冰块，得到亚硝酸钾和乙酸钾的混合冰水溶液；
步骤2，将亚硫酸氢钠晶体加入反应器中，并向反应器中倒入200ml的去离子水后在50℃-60℃的温度下进行水浴加热，而后反应器中产生SO2气体；
步骤3，将反应吸收塔置于转速为80-100n/min的磁力搅拌机上，并将SO2气体持续地通入与反应器通过橡胶管连接的装有亚硝酸钾和乙酸钾的混合冰水溶液的反应吸收塔，同时采用磁力搅拌器进行搅拌，使得SO2气体被充分吸收，然后吸收后多余的SO2气体依次通过与反应吸收塔通过橡胶管连接的防倒吸装置以及与该防倒吸装置通过橡胶管连接的装有NaOH溶液的的尾气处理装置，在尾气处理装置中产生气泡后，将反应吸收塔放置于温度为0℃的冷藏室中24h，反应吸收塔底部得到析出的晶体；
步骤4，将晶体用冰水洗涤4次后放入90℃烘干箱中烘干12h，得到纯净的羟胺二磺酸钾晶体，
其中，步骤1中，反应吸收塔中发生的制备羟胺二磺酸钾的反应方程式为：
SO2+KOH＝KHSO3；
KNO2+2KHSO3＝HON(SO3)2K2+KOH。
在本发明提供的一种羟胺二磺酸钾的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，亚硫酸氢钠的摩尔数至少为亚硝酸钾摩尔数的4倍。
在本发明提供的一种羟胺二磺酸钾的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，反应器下方放置有小石头来防止反应器底部温度过高而破裂。
本发明还提供了一种标定制备得到的的羟胺二磺酸钾晶体的羟胺二磺酸钾溶液中羟胺二磺酸根离子浓度的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤1，利用羟胺二磺酸钾晶体来制备不同浓度的羟胺二磺酸钾溶液；
步骤2，取5个150mL的三角瓶分别加入1mg/mL的硫酸盐标准溶液0、1、2、3、4mL，加蒸馏水至50mL，各加1mL25mol/L的盐酸，加热煮沸5min，取下后各加2.5mL的铬酸钡悬浮液，再煮沸5min，取下三角瓶冷却后，向各瓶逐滴加入氨水使溶液呈柠檬色后再多加两滴，冷却后对各瓶中的溶液用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于50mL比色管中，利用紫外分光度计对标准溶液进行比色，得到不同浓度的标准硫酸根离子溶液的吸光度，从而得到硫酸根离子浓度与溶液吸光度的关系；
步骤3，利用紫外分光度计得到羟胺二磺酸钾溶液的吸光度，根据得到的硫酸根离子浓度与吸光度的关系来确定羟胺二磺酸钾溶液中硫酸根离子的浓度，根据硫原子守恒得到去除硫酸根离子后羟胺二磺酸钾溶液中的羟胺二磺酸根离子浓度；
步骤4，进行激光拉曼测量实验，利用拉曼光谱仪测得不同浓度溶液中羟胺二磺酸根离子的峰面积，从而得到羟胺二磺酸根离子的峰面积与羟胺二磺酸根离子浓度的关系；
步骤5，测量溶液中的羟胺二磺酸根离子的峰面积，利用得到的羟胺二磺酸根离子峰面积与羟胺二磺酸根离子浓度的关系来得到溶液中羟胺二磺酸根离子的浓度，从而完成对羟胺二磺酸根离子的浓度的标定，
其中，步骤1中，制备羟胺二磺酸钾溶液时，羟胺二磺酸钾晶体发生水解，反应方程式为：
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法，因为得到的羟胺二磺酸根离子峰面积与羟胺二磺酸根离子浓度的关系的代数方程式能够通过峰面积来简单准确的获得溶液中羟胺二磺酸根离子的浓度，所以能够简单有效的完成对溶液中羟胺二磺酸根离子浓度的标定。
附图说明
图1是本发明的实施例一中制备羟胺二磺酸钾的装置示意图；
图2是本发明的实施例一中不同标准硫酸根离子浓度与溶液吸光度的关系曲线图；
图3是本发明的实施例一中浓度为0.0030mol/L的羟胺二磺酸根离子溶液的激光拉曼实验图；
图4是图3中拉曼位移为880.32-910.58cm
图5是本发明的实施例一中不同浓度的羟胺二磺酸根离子溶液与峰面积的关系曲线图；
图6是本发明的实施例二中实验时间为3小时的激光拉曼实验图；
图7是对图6中拉曼位移为880.32-910.58cm
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例一：
图1是本发明的实施例一中制备羟胺二磺酸钾的装置示意图。
如图1所示，本实施例提供了一种羟胺二磺酸钾的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取1mol亚硝酸钾和1mol乙酸钾，将亚硝酸钾和乙酸钾溶解于200ml冰水后倒入反应吸收塔中，而后向反应吸收塔中加入1500g的细碎冰块，得到亚硝酸钾和乙酸钾的混合冰水溶液。
步骤1中，反应吸收塔中发生反应的反应方程式为：
SO2+KOH＝KHSO3；
KNO2+2KHSO3＝HON(SO3)2K2+KOH。
步骤2，亚硫酸氢钠的摩尔数至少为亚硝酸钾摩尔数的4倍，将4mol的亚硫酸氢钠晶体加入反应器中，并向反应器中倒入200ml的去离子水后在60℃的温度下进行水浴加热，而后反应器中产生SO2气体。
步骤3，将反应吸收塔置于转速为80-100n/min的磁力搅拌机上，并将SO2气体持续地通入与反应器通过橡胶管连接的装有亚硝酸钾和乙酸钾的混合冰水溶液的反应吸收塔，同时采用磁力搅拌器进行搅拌，使得SO2气体被充分吸收，然后吸收后多余的SO2气体依次通过与反应吸收塔通过橡胶管连接的防倒吸装置以及与该防倒吸装置通过橡胶管连接的装有500ml的2mol/L的NaOH溶液的的尾气处理装置，在尾气处理装置中产生气泡后，将反应吸收塔放置于温度为0℃的冷藏室中24h，反应吸收塔底部得到析出的晶体。
步骤4，将晶体用100ml的冰水洗涤4次后放入90℃烘干箱中烘干12h，得到纯净的羟胺二磺酸钾晶体。
反应器下方放置有小石头来防止反应器底部温度过高而破裂。
反应器、反应吸收塔、防倒吸装置以及尾气处理装置均为广口瓶。
本实施例还提供了一种标定制备得到的羟胺二磺酸钾晶体的羟胺二磺酸钾溶液中羟胺二磺酸根离子浓度的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤1，利用羟胺二磺酸钾晶体来制备不同浓度的羟胺二磺酸钾溶液，浓度分别为0.0005mol/L，0.002mol/L，0.0035mol/L，0.005mol/L。
制备羟胺二磺酸钾溶液时，羟胺二磺酸钾晶体发生水解，反应方程式为：
步骤2，取5个150mL的三角瓶分别加入1mg/mL的硫酸盐标准溶液0、1、2、3、4mL，加蒸馏水至50mL，各加1mL25mol/L的盐酸，加热煮沸5min，取下后各加2.5mL的铬酸钡悬浮液，再煮沸5min，取下三角瓶冷却后，向各瓶逐滴加入氨水使溶液呈柠檬色后再多加两滴，冷却后对各瓶中的溶液用慢速定性滤纸过滤，滤液收集于50mL比色管中，利用紫外分光度计对标准溶液进行比色，得到不同浓度的标准硫酸根离子溶液的吸光度，从而得到硫酸根离子浓度与溶液吸光度的关系，如表1所示。
表1不同硫酸根离子浓度的溶液对应的吸光度
图2是本发明的实施例一中硫酸根离子浓度与溶液吸光度的关系曲线图。
如图2所示，溶液中硫酸根离子浓度与溶液吸光度成正比，曲线的线性度R
步骤3，利用紫外分光度计得到羟胺二磺酸钾溶液的吸光度，得到0.0005mol/L的羟胺二磺酸钾溶液的吸光度为0.025，0.002mol/L的羟胺二磺酸钾溶液的吸光度为0.034，0.0035mol/L的羟胺二磺酸钾溶液的吸光度为0.043，0.005mol/L的羟胺二磺酸钾溶液的吸光度为0.051，将得到的吸光度代入硫酸根离子浓度与溶液吸光度关系的代数方程，得到各个浓度的羟胺二磺酸钾溶液中的硫酸根离子的浓度分别为0.0006mol/L，0.0009mol/L，0.0011mol/L，0.0013mol/L，根据硫原子守恒，即可得到浓度为0.0005mol/L，0.002mol/L，0.0035mol/L，0.005mol/L的羟胺二磺酸钾溶液中的羟胺二磺酸根离子的浓度分别为0.0002mol/L，0.0016mol/L，0.0030mol/L，0.0044mol/L。
步骤2与步骤3中测定溶液中的硫酸根离子浓度的部分是利用张晓燕等学者的论文题目为铬酸钡光度法测定硫酸盐的改进研究的中提出的方法进行测定。
步骤4，利用拉曼光谱仪对羟胺二磺酸根离子浓度分别为0.0002mol/L，0.0016mol/L，0.0030mol/L，0.0044mol/L的羟胺二磺酸钾溶液进行激光拉曼测量实验。
图3是本发明的实施例一中浓度为0.0030mol/L的羟胺二磺酸根离子溶液的激光拉曼实验图，图4是对图3中拉曼位移为880.32-910.58cm
如图3和图4所示，在拉曼位移为880.32—910.58范围内，只有在拉曼位移为897.36处，有明显的的析出峰，得到羟胺二磺酸根离子浓度为0.0002mol/L，0.0016mol/L，0.0030mol/L，0.0044mol/L的羟胺二磺酸钾溶液在激光拉曼实验下的峰面积分别为14500.54，15904.60，17999.37，20443.75。
图5是本发明的实施例一中不同浓度的羟胺二磺酸根离子溶液与峰面积的关系曲线图。
如图5所示，当曲线的线性度R
步骤5，测量溶液中的羟胺二磺酸根离子的峰面积，利用得到的羟胺二磺酸根离子峰面积与羟胺二磺酸根离子浓度的关系来得到溶液中羟胺二磺酸根离子的浓度，从而完成对羟胺二磺酸根离子的浓度的标定。
实施例二：
本实施例采用压强为2MPa的高压反应吸收器吸收SO2和NO，SO2和NO的浓度均为1000ppm，氧气的体积分数为5％，反应器中预先装入200ml去离子水，并采用连续进气的方法，实验时间分别为1、2、3、4小时，实验结束后立即进行溶液取样，并对样本进行激光拉曼检测。
图6是本发明的实施例二中实验时间为3小时的激光拉曼实验图，图7是对图6中拉曼位移为880.32-910.58cm
如图6和图7所示，在拉曼位移为880.32—910.58范围内，只有在拉曼位移为897.36处，有明显的的析出峰，得到实验时间1、2、3、4小时下的激光拉曼实验的峰面积分别为15800.4、16750.64、18278.73、20641.9，根据羟胺二磺酸根离子浓度与峰面积关系的曲线的代数方程Y＝1E+06*X+13963，即可得到相应溶液中浓度的大小分别为0.0018mol/L，0.0027mol/L，0.0043mol/L，0.0066mol/L。
实施例的作用与效果
由实施例一可知，通过实验数据计算得到了羟胺二磺酸根离子浓度与峰面积的关系代数方程。
由实施例二，根据实施例一得到的关系代数方程准确有效的对样本溶液中的羟胺二磺酸根离子的浓度进行了标定。
综上所述，根据实施例一与实施例二所涉及的一种羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法，装置简单，操作方便，因为得到的羟胺二磺酸根离子峰面积与羟胺二磺酸根离子浓度的关系的代数方程式能够通过峰面积来简单准确的获得溶液中羟胺二磺酸根离子的浓度，所以能够简单有效的完成对溶液中羟胺二磺酸根离子浓度的标定。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
羟胺二磺酸钾的制备方法及羟胺二磺酸根离子浓度标定法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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