重整催化剂中氯含量的测定 电位滴定法 - 电位滴定仪

NB/SH/T 6060-2022 重整催化剂中氯含量的测定 电位滴定法

范围
本文件规定了采用电位滴定法测定重整催化剂中氯含量的试验方法。
本文件适用于重整催化剂中氯含量的测定，如重整催化剂的新鲜剂、再生剂和待生剂。氯含量测定范围在质量分数0.60%～1.80%之间。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
灼烧基  residu on ignition
催化剂试样经高温灼烧后的剩余量。

方法概要
将研磨后的催化剂样品用热的碱溶液进行抽提，使催化剂中的氯化物转移至抽提液中。采用电位滴定法测定抽提液中的氯离子含量。电位滴定法原理是将硝酸银标准溶液滴入含有氯离子的抽提液中，则会发生如下反应:

此反应导致指示电极电位发生变化，直至出现电位突跃点。根据突跃点标识的体积，得出抽提液所消耗的硝酸银标准溶液体积，从而得到抽提液中氯离子的浓度，通过进一步计算得到催化剂中氯的含量。

方法应用
重整催化剂是由金属组元与酸性组元组成的双功能催化剂，为了发挥催化剂的活性，保持良好的选择性和稳定性，需要金属组元与酸性组元相互匹配。水氯平衡是发挥双功能催化剂的关键手段，所以，准确、快速地测定催化剂中氯的含量对重整装置具有重要的意义。

干扰
本文件在测定硫、氟质量分数不大于2%的催化剂样品时没有明显干扰。
本文件在测定含溴、碘元素的催化剂样品时干扰严重。

仪器设备
电位滴定仪: 可使用自动滴定设备，也可以使用手动滴定设备，应包括以下部分:
一一电位计: 可完成滴定过程并能判断突跃点的仪器均可使用。电位分辨率可达到0.1mV，检测信号精度偏差不大于0.5mV。
一一参比电极: 银/氯化银电极，也可以使用能满足滴定要求的其他参比电极。
一一测量电极: 适合氯离子测定的复合电极或分体电极。
一一滴定管: 10mL或20mL，加液体积控制精度为0.03mL或更小。
一一搅拌器: 磁力搅拌器或螺旋桨式搅拌器。搅拌速度可调节，并确保搅拌速度稳定。在确保滴定杯中溶液不溅出和不产生气泡的前提下，搅拌速度尽可能快，同时还要注意搅拌器不能碰到任何电极。
分析天平: 感量为0.1mg。
加热装置: 加热温度可调，能确保烧杯中的抽提液加热至微沸状态。可使用电加热板，也可以使用电炉等加热装置。
恒温干烘烘箱: 用于干燥样品，电加热，能控制温度在120°C±10°C。
马弗炉: 温度可控制在850°C±50°C。
烧杯: 100mL。
量筒: 50mL。
移液管: 5mL。
容量瓶: 1000mL。
表面皿: 玻璃材质。
坩埚: 陶瓷材质，带盖子。
玛瑙研钵。
称量瓶。
药勺。
干燥器。
聚乙烯瓶。
广泛pH试纸: 1～14。

试验步骤
样品的预处理
用药勺小心地移取催化剂样品至玛瑙研钵内，并将其研磨至粒径小于150μm。
注: 用药勺移取催化剂样品，不要倒入，以防止样品代表性差。
用药勺将研磨后的催化剂转移至称量瓶中，将装有样品的称量瓶放入温度为120°C±10°C的恒温干燥烘箱内烘干1h，然后放入干燥器冷却至室温备用。所用容器和工具要洁净、干燥，不应引入任何杂质。
称取研磨、干燥后的样品0.15g(精确至0.1mg)于100mL烧杯中。用量筒量取30mL质量浓度为30g/L的氢氧化钠溶液，倒入烧杯中。
将烧杯放置于加热装置上，盖上表面皿，以防止溶液喷溅。加热装置温度稳定后加热10min。推荐加热装置温度调节为250°C。加热时注意观察烧杯中溶液晃动情况，加热温度以使溶液液面微微晃动，偶尔有催化剂样品在溶液内跳动为宜。加热温度不能过高，防止溶液喷溅，同时注意溶液不应烧平。加热过程应在通风橱内进行。
将加热后的烧杯冷却至室温，并用水冲洗表面皿和烧杯壁，冲洗液全部收集至烧杯中。加入体积比为1:1的硝酸溶液，调节pH值小于5，用pH试纸测试pH值。最后再加入水，使溶液液面高于电极50mm。
空白溶液的制备。不加入试样，按以上步骤进行操作。如果加热时出现爆沸现象，可加入几粒沸石。
灼烧基的测定
将干燥、洁净的坩埚放入850°C±50°C马弗炉内恒温灼烧1h，取出，放入装有干燥剂的干燥器内，使其冷却至室温。取出坩埚并称量其质量， 然后再将坩埚放回850°C±50°C马弗炉肉，反复重复此过程直到连续两次称量的质量差不大于0.3mg。记录最后一次质量测量结果，记为m₀。
称取研磨后的试样约1g(精确至0.1mg)至灼烧后的坩埚中，试样的质量记为m₁。将装有试样的坩埚放置于马弗炉内，在温度为850°C±50°C的条件下灼烧1h。从马弗炉内取出装有试样的坩埚后放入干燥器内冷却，冷却至室温后取出并秤量坩埚及灼烧后试样的总质量。然后，再放入干燥器内5min，取出称量，反复地重复此过程，直至连续两次称量的质量差小于0.3mg。记录最后一次质量测量结果，记为m₂。
试样的测定
将处理后的试样溶液，按照步骤进行测定，得到试样溶液消耗硝酸银标准溶液的体积。
注: 滴定前需用大量水冲洗搅拌器、滴定管滴头和电极。
空白溶液的测定
按照步骤对空白溶液进行测定，得到空白溶液消耗硝酸银标准溶液的体积。

结果计算
试样中氯质量分数ω按式(3)计算。

式中:
ω 一一试样中氯的质量分数，以百分数表示(%)
c₁ 一一硝酸银标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
V 一一测定试样溶液所消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₀ 一一空白溶液所消耗的硝酸银标准溶液体积，单位为毫升(mL)；
35.45 一一氯元素的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)；
m 一一称取的试样质量，单位为克(g)；
10 一一转换系数。
以灼烧基计，试样中氯质量分数按式(4)计算。

式中:
ω₂ 一一以灼烧基计试样中氯的质量分数，以百分数表示(%)；
ω 一一试样中氯的质量分数，以百分数表示(%)；
ω₁ 一一灼烧基的质量分数，以百分数表示(%)。
灼烧基的质量分数ω₁，按式(5)计算。

式中:
ω₁ 一一灼烧基的质量分数，以百分数表示(%)；
m₂ 一一灼烧后的试样和坩埚的总质量，单位为克(g)；
m₀ 一一坩埚经反复灼烧后的质量，单位为克(g)；
m₁ 一一灼烧前试样的质量，单位为克(g)。
结果表示
取重复测定两次结果的算术平均值作为测定结果，以百分数表示(%)，结果保留至0.01%。