[发明专利]一种原油中金属钒含量的电化学测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油领域的分析测定技术，特别涉及一种原油中金属钒含量的电化学测定方法。 

背景技术

原油中所含的金属钒对石油加工危害很大，它能影响催化剂活性，也能腐蚀炼油设备。燃烧原油产品时所产生的有害的钒化合物还可导致环境污染，危害人体健康。此外，原油中的钒含量可提供原油来源、迁徙和种类等信息，从而推断非法排放源。因此，测定原油中的钒含量具有实际意义。目前测定原油中钒含量的方法主要有X射线荧光光谱法、催化光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法，以及原子吸收光谱法等光化学法。其中原子吸收光谱法较为准确，但由于仪器价格及其维护费用较为昂贵，难于在一般实验室推广普及，另外这些方法的灵敏度较低，难以满足钒含量低的原油样品中钒含量的测定。 

电化学法具有测定灵敏度高、选择性好、操作简单、仪器设备价格低廉等特点。电化学吸附溶出伏安法（AdSV）通过表面富集然后伏安测定含钒的配合物来测定钒的含量，在溴酸盐的存在下还可产生催化作用，从而使测定的灵敏度得到提高。该法已用于多种样品中钒含量的测定，例如钒(V)-茜素红(ARS)-溴酸盐体系测定水样中的钒，钒(V)-4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚(PAR)-溴酸盐体系测定水样、发样和矿样中的钒，钒(V)-氯冉酸(CAA)-溴酸盐体系测定水样和燃油中的钒(V)等，然而，由于上述体系中均使用了对环境有毒害作用的汞工作电极，其应用受到了限制。为了取代汞电极，铋膜电极已在钒(V)-CAA-溴酸盐体系、碳糊电极和碳纳米管修饰玻碳电极已在钒(V)-ARS体系中测定水样中的钒含量，然而在这些体系中测定钒(V)均需要 较长的富集时间。近年来，碳纳米管由于其化学稳定性、大比表面积和卓越的电子传递能力已成为理想的电极材料。 

发明内容

为了克服现有测定方法的不足，本发明的目的在于提供一种原油中金属钒含量的电化学测定方法，采用碳纳米管糊电极作为工作电极，采用pH2.70，含有4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚和溴酸钾的硫酸溶液作为底液，采用循环伏安法或线性扫描伏安法对钒含量进行测定，该方法灵敏度高、选择性好、分析速度快。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种原油中金属钒含量的电化学测定方法，包括以下步骤： 

步骤一、将直径10-20nm，长度1-2μm，纯度>95%的碳纳米管和液体石蜡在研钵中按质量比3:2混合，研成均匀的糊状，填入直径1.6mm的塑料管压紧，并用铜丝引出作为导线，即得碳纳米管糊电极MWCNT-PE，将MWCNT-PE的表面在称量纸上磨平抛光，室温保存； 

步骤二、将MWCNT-PE作为工作电极，与作为参比电极的饱和甘汞电极，作为对电极的铂丝电极组成三电极系统，将三电极系统置于底液中，在CHI650C电化学工作站上进行多次循环伏安扫描，扫描电压范围为0.1~-0.4V，扫描速率为0.1V/s，直到基线稳定为止； 

上述底液pH值为2.70，具体为含有5.0×10^-6mol·L^-14-（2-吡啶偶氮）-间苯二酚（PAR）和3.0×10^-2mol·L^-1溴酸钾（KBrO₃）的硫酸（H₂SO₄）溶液； 

步骤三、将三电极系统置于钒V(V)标准溶液中，在0.1~-0.4V电压扫描范围内进行循环伏安法或线性扫描伏安分析，测量在-0.234V处的还原峰电流大小，以还原峰电流为纵坐标，钒V(V)浓度为横坐标做工作曲线； 

步骤三中的钒V(V)标准溶液的配制方法如下：称取0.2925g NH₄VO₃，溶于50mL水，转移至250mL容量瓶中定容，得1.0×10^-2mol·L^-1V(V)标准贮备液，用底液将V(V)标准贮备液稀释10倍以上，得V(V)标准溶液； 

步骤四、将三电极系统置于原油样品溶液中，在0.1~-0.4V电压扫描范围内进行循环伏安法或线性扫描伏安分析，测量在-0.234V处的还原峰电流大小，用步骤三所得的工作曲线测定样品溶液中的钒含量；