隨著(zhù)塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料制品的應用日益廣泛,隨之而來(lái)的是塑料廢棄物的不斷增長(cháng),對環(huán)境和生態(tài)的影響也越來(lái)越大白色污染“已經(jīng)成為繼大氣和水污染之后的第三大污染,已引起廣泛關(guān)注。
在高爐煉鐵中噴吹廢塑料是消除白色污染的最佳途徑之一。自1991年起德國就積極開(kāi)發(fā)高爐噴吹塑料的技術(shù),隨后日本亦進(jìn)行該項工作的工業(yè)試驗。
我國相關(guān)的開(kāi)發(fā)研究亦在進(jìn)行之中?;旌蠌U塑料中主要是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯,而含氯廢塑料的脫氯預處理很必要,安徽工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗室的研究。
關(guān)于氯的分析,低含量測定應用較多的有氟離子選擇電極測定、電位滴定和庫侖滴定;常量測定應用較為普及的滴定分析為莫爾法、佛爾哈德法和法揚司法;同時(shí)也偶見(jiàn)比濁法、顯色光度法等。上述方法針對廢棄塑料中氯的測定報道甚少。本文改進(jìn)的氧瓶燃燒―佛爾哈德法,適用于測定PVC廢塑料中的氯,條件容易控制,簡(jiǎn)便、快速,結果令人滿(mǎn)意。
實(shí)驗部分1.1主要試劑及實(shí)驗裝置硝酸銀標準溶液(0.05mol/L):用氯化鈉基準試劑標定,計算出準確濃度硫氰酸銨標準溶液(0.05mol/L):用硝酸銀標準溶液滴定,計算出準確濃度硫酸鐵銨:氧氧化鈉:2mol/L鉻酸鉀:飽和溶液氧氣鋼瓶、減壓閥、流量計酸式滴定管:50mL1.2實(shí)驗方法紙上,將樣品用濾紙折疊包住并留出約1cm濾紙片,將其夾置在鎳鉻絲圈中,濾紙尾部留在外面。向燃燒瓶中加人10mL水、2mL氫氧化鈉溶液、3滴過(guò)氧化向燃燒瓶中以260mL/min的流量通氧氣5min,點(diǎn)燃濾紙尾部,迅速插入燃燒瓶中,塞緊塞子,傾斜燃燒瓶,握緊瓶蓋,待樣品完全燃燒后向瓶塞磨口間吹少量水,靜置30min后打開(kāi)瓶塞,吹洗,將試樣溶液轉移至錐形瓶中,煮沸5min,冷卻后加人6 ~10mL硝酸,以硫氰酸銨標準溶液滴定至溶液呈紅棕色為止。同時(shí),按照實(shí)驗方法做空白實(shí)驗,實(shí)驗結果扣除空白值。
g結果與討論2.1通氧流置通氧燃燒,將樣品分解完全至關(guān)重要。采用純度較高的聚氯乙烯作為試驗樣品,按照實(shí)驗方法,改變通氧流量30~300mL/rnin,考對氯測定結果的影響。實(shí)驗表明:氧氣流量30~結果隨通氧流量的增加而增加,試驗現象為當流量小于120mL/min時(shí),燃燒產(chǎn)生大量黑煙并有黑色殘渣,120~240miymin時(shí)黑煙及黑色殘渣逐漸變少,250mL/min時(shí)已不產(chǎn)生黑煙,250的氯達最高值且測定結果不再有變化。實(shí)驗選擇通氧流量為260mL/min 2.2通氧時(shí)間對試驗樣品,按照實(shí)驗方法,改變通氧時(shí)間1~ 8min,考查對測定結果的影響。實(shí)驗表明:通氧時(shí)間1~3.5min,燃燒中有黑煙,并有黑色殘渣產(chǎn)生,隨時(shí)間增加黑煙及殘渣減少,所測得含量呈增加趨勢,當通氧時(shí)間4min時(shí)燃燒達到完全,所測得含量最高,再增加時(shí)間無(wú)變化,實(shí)驗選擇通氧時(shí)間5min 2.3吸收液氫氧化鈉濃度按照實(shí)驗方法,考查吸收液中氫氧化鈉濃度對氯測定結果的影響,改變氫氧化鈉(2mol/L)加人量0.5~3.0mL,實(shí)驗結果表明在0.5~1.5mL,所測氯含量逐漸增加,說(shuō)明氫氧化鈉加人量不足,達到1.5mL至3.0mL氯的含量沒(méi)有變化,實(shí)驗選擇在10mL水中加2mol/L氫氧化鈉2mL. 2.4吸收時(shí)間在實(shí)驗條件下,改變吸收時(shí)間5收時(shí)間的影響,隨吸收時(shí)間增加氯量增大,當時(shí)間在30min以后達最大且保持不變,實(shí)驗選擇吸收時(shí)間(即靜止時(shí)間)35min. 2.5加熱煮沸時(shí)間加熱煮沸吸收液有利于氯的吸收,在實(shí)驗條件下,煮沸時(shí)間2~5min氯的測定量增大,當時(shí)間在5min以后吸收達到完全,煮沸5、6、7、8min結果一致,實(shí)驗選擇加熱煮沸6min. 2.6硝酸加入量佛爾哈德法僅適用于酸性溶液,因在中性或堿性溶液中指示劑鐵銨礬中的Fe3+將生成沉淀,所以,在滴定前以硝酸調節試液酸度。按照實(shí)驗方法,改變2mol/LHN03的加入量,考對測定的影響,實(shí)驗表明加人量小于2mL時(shí)硝酸銀加入后即會(huì )沉淀析出,加入2mol/LHN03 5~8mL能滿(mǎn)足滴定要求。
2.7過(guò)氧化氫的影響為使吸收液中的氯全部轉化為氯離子,采用滴加氧化劑過(guò)氧化氫,加人量3~5滴,再加熱沸騰分解剩余的過(guò)氧化氫,否則過(guò)氧化氫存在導致氯的結果偏低。
BI樣品分析3.1樣品處理~35mg樣品,用預先剪好的濾紙包好,將其緊緊夾在燃燒瓶塞下端的螺旋形鎳鉻絲上。燃燒瓶中加人2mL2mol/LNaOH、3滴過(guò)氧化氫、10mL水??刂屏髁吭?60mL/min,向空瓶中通氧5min,點(diǎn)燃濾紙尾部,迅速將其插人燃燒瓶中,握緊瓶塞,將瓶?jì)A斜45度。待樣品燃燒完全后,流水冷卻,且不停搖動(dòng)瓶子使燃燒氣體能充分吸收,待瓶中已看不到白色煙霧時(shí)在瓶塞磨口處吹入少許蒸餾水(水在磨口間的滲透便于開(kāi)啟瓶塞),放置35min以后打開(kāi)瓶塞,水吹洗瓶塞及瓶壁,加熱煮沸6min,冷卻后加3.2滴定分析8mL,搖勻之后,在不斷搖動(dòng)下從滴定管準確滴加過(guò)量的AgN03標準溶液(AgN03溶液的加入量視樣品含量加人,以返滴定耗用NH4SCN標準溶液10~20mL為宜),加人指示劑40%鐵銨礬溶液2 ~3滴,用力振蕩下以NH4SCN標準溶液滴定過(guò)量的AgN03,滴定至溶液變?yōu)檠t色輕輕搖動(dòng)后也不消失為終點(diǎn)。
按下列公式計算分析結果。同時(shí),每批次按照分析程序做空白實(shí)驗,實(shí)驗結果扣除空白值。
11結論采用聚氯乙烯(PVC)塑料進(jìn)行氧瓶燃燒分解樣品的條件實(shí)驗,因其氯含量高達50%,且燃燒特性較差,所獲取的樣品分解條件完全適用于氯含量小于50%的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等樣品。
本方法對多種廢棄塑料中的含量進(jìn)行了測定,有白色塑料管、白色塑料薄膜、紅色塑料薄膜、礦泉水瓶子、市場(chǎng)出售的PVC建材管等。配合“高爐噴吹廢塑料的基礎研究”課題中的PVC熱解脫氯處理實(shí)驗,進(jìn)行了不同原料的氯測定,不同熱解溫度下樣品的氯測定。大批量樣品分析表明,方法簡(jiǎn)便、快速,對5%以上氯的測定精密度、準確度均較好:C110%,7次測定相對標準偏差1.2%;外檢樣品(委托北京化學(xué)所分析)與自檢結果吻合。C15%以下的測定誤差較大。
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