CN110095457A - 一种余氯的测定试纸及快速测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余氯的测定试纸及快速测定方法。这种余氯的测定试纸是由以下的制备方法制得：1)将显色剂、催化剂、稳定剂和pH调节剂溶于溶剂中，配制得到混合液；2)将滤纸在混合液中浸泡，取出，干燥，裁切，粘贴在基板上。本发明还提供了一种余氯的快速测定方法，包括如下步骤：将余氯测定试纸浸入待测试样中，10秒～15秒后取出，待显色完全，将试纸与标准比色卡进行颜色比对，测定试样中的余氯含量。本发明提供了一种色阶明显、稳定性好、特异性好、操作简便、经济实用的余氯检测方法，该方法响应时间快，约为15秒，最低可检测余氯的含量为0.1mg/L，适用于消毒过程中余氯浓度的监测。

Description

一种余氯的测定试纸及快速测定方法

技术领域

本发明属于化学分析技术领域，具体涉及一种余氯的测定试纸及快速测定方法。

背景技术

各种涉及水的行业通常要对水进行消毒，常用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外线等。从消毒效果和消毒安全性来讲，二氧化氯和臭氧均优于液氯，但液氯和次氯酸钠等含氯消毒剂因成本低廉，杀菌效果持久，目前在国内仍是用量最大的一类消毒剂，广泛应用于生活饮用水、工业废水、生活污水、泳池水等水质的消毒。余氯是指水质经含氯消毒剂消毒后水中残留的游离余氯(包括Cl₂、ClO^-、HClO)和化合性余氯(一氯胺、二氯胺、三氯胺)的总称。

水质消毒过程中必须达到一定的消毒使用浓度，并保证一定的残留浓度才能使杀菌作用效果高效、持久。但是，浓度过高则会导致生产成本的增加，或者对现场操作人员的身体造成伤害。因此，对消毒过程和消毒后水中消毒剂残留浓度进行监测是十分必要的。

GB5750.11-2006《生活饮用水水质检验方法》中游离余氯的标准测试方法有N,N-二乙基对苯二胺(简称DPD)分光光度法和四甲基联苯胺比色法。其中DPD法因试剂易溶于水，显色灵敏，线性范围宽而在国际上普遍被采用。DPD法的显色原理是：在pH为6.2～6.5及掩蔽剂存在的条件下，游离余氯直接与DPD试剂显色，颜色的深浅与游离余氯的含量成正比；在碘化钾的催化作用下，化合性余氯也可与DPD试剂显色，游离余氯和化合性余氯被同时测定，颜色深浅与总余氯的含量成正比。

水中余氯的含量受温度、光强及各种还原剂的影响而十分的不稳定，所以，要现场取样测定才具有真实性。操作过程繁琐或需大型分析仪器的实验室测定方法均不利于现场快速测定。因此，水中余氯现场快速检测方法的研究及产品化将具有较大的现实意义。

目前，国内外快速检测产品形式除了传感器和试剂外，还有试纸法。传感器和安瓿瓶的价格都比较昂贵，且也需要配合一起使用。普通的测定试剂也需要配合比色瓶与比色卡一起使用，且国内的产品很多包装密封性都不是很好，试剂容易变质。还有一种是直接用试纸法测定，但是国内普遍的产品稳定性都很差，保质期短，且测试灵敏度也较低，很难符合现场检测的要求。

现有技术中，CN1425917A公开了一种余氯试纸的制造方法，该方法的灵敏度只能达到1mg/L，灵敏度低，不适用于泳池水、饮用水、自来水等领域。CN102937579A公开了一种水质游离余氯现场快速测定片剂，该方法虽然测试灵敏，但是不足的地方就是操作步骤较繁琐，需要用工具碾压试剂使其完全溶解，溶解也需要一定时间，特别是气温较低时，有时候溶解时间需要达到2分钟以上，延长了测试时间。该方法测量范围较窄，最高只能测试到3mg/L，如果测浓度再高的样品就需要稀释测定，应用范围受到一定限制。所以说，目前的水质余氯检测方法仍需要进一步改善。

发明内容

为了克服现有技术中水质余氯现场快速检测方法存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种余氯的测定试纸，本发明的目的之二在于提供一种余氯的快速测定方法。

经过本发明人大量研究发现，在余氯测定试纸中加入了直链烷基硫酸盐、苯磺酸盐等阴离子表面活性剂作为催化剂，可以起到电子转移的作用，提高了测试的灵敏度，使得在用试纸法测试灵敏度也能达到0.1mg/L；另一方面，加入了钼酸钠、钨酸钠这些含有过滤金属的离子化合物作为稳定剂，能够使苯胺或者苯酚类的衍生物不易受氧气氧化，延长产品的保质期。

为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种余氯的测定试纸，是由以下的制备方法制得：

1)将显色剂、催化剂、稳定剂和pH调节剂溶于溶剂中，配制得到混合液；

2)将滤纸在混合液中浸泡，取出，干燥，裁切，粘贴在基板上，得到余氯的测定试纸；

所述混合液中，显色剂的浓度为1g/L～10g/L，催化剂的浓度为3g/L～15g/L，稳定剂的浓度为0.5g/L～3g/L，pH调节剂的浓度为10g/L～50g/L；其中，催化剂为阴离子表面活性剂；稳定剂为含有过滤金属的离子化合物。

优选的，这种余氯的测定试纸中，显色剂选自苯酚衍生物、苯胺衍生物中的至少一种；进一步优选的，显色剂选自邻硝基苯酚、对氨基苯酚、对硝基苯酚、水杨酸、3,3',5,5'-四甲基联苯胺、邻硝基苯胺、邻联甲苯胺中的至少一种；再进一步优选的，显色剂选自对对氨基苯酚、硝基苯酚、水杨酸、3,3',5,5'-四甲基联苯胺中的至少一种。

优选的，这种余氯的测定试纸中，催化剂选自碳原子数≥8的直链烷基硫酸盐表面活性剂、苯磺酸盐表面活性剂中的至少一种；进一步优选的，催化剂选自辛烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基硫酸钠、十六烷基磺酸钠中的至少一种。

优选的，这种余氯的测定试纸中，稳定剂选自碱金属钼酸盐、碱金属钨酸盐中的至少一种；进一步优选的，稳定剂选自钼酸钠、钨酸钠中的至少一种。

优选的，这种余氯的测定试纸中，pH调节剂为固体酸；进一步优选的，pH调节剂选自氨基磺酸、丙二酸、乙二胺四乙酸、2-硝基苯甲酸中的至少一种。

优选的，这种余氯的测定试纸中，pH调节剂可调节混合液的pH值小于2。

优选的，这种余氯的测定试纸中的制备步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、水中的一种或多种；进一步优选的，溶剂选自乙醇、水中的一种或其混合物；再进一步优选的，溶剂选自乙醇和水以体积比9:1组成的混合物。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，滤纸选自层析滤纸、定性滤纸、定量滤纸中的其中一种；进一步优选的，滤纸为层析滤纸。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，浸泡的时间为5min～30min；进一步优选的，浸泡的时间为10min。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，干燥是指在不高于50℃下真空干燥，烘干成型。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，裁切是指将滤纸裁切成25mm²～100mm²的小块。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，基板为可持式底板；底板的形状为条状，优选的宽度为5mm～10mm，长度为50mm～120mm；底板由不吸水的塑料板制成。

优选的，这种余氯的测定试纸的制备步骤2)中，粘贴在基板上是指将裁切后的滤纸用胶粘在可持式条状底板的一端；进一步优选的，具体是将滤纸切成5mm×6mm的小块，用胶贴在5mm×80mm条状底板的一端。

本发明提供了一种余氯的快速测定方法，包括如下步骤：将上述的余氯测定试纸浸入待测试样中，10秒～15秒后取出，待显色完全，将试纸与标准比色卡进行颜色比对，测定试样中的余氯含量。

优选的，这种余氯的快速测定方法中，将余氯测定试纸浸入待测试样中，15秒后取出。

优选的，这种余氯的快速测定方法中，标准比色卡的制备方法如下：

1)用纯水分别配制浓度为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、3mg/L、5mg/L、7mg/L、10mg/L的余氯标准溶液；

2)将余氯测定试纸浸入各余氯标准溶液中，10秒～15秒后取出，待显色完全，在潘通色卡上找出对应的标准色；

3)根据各标准色的色值制得标准比色卡。

优选的，这种标准比色卡的制备方法步骤2)中，将余氯测定试纸浸入各余氯标准溶液中，15秒后取出。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种色阶明显、稳定性好、特异性好、操作简便、经济实用的余氯检测方法，该方法响应时间快，约为15秒，最低可检测余氯的含量为0.1mg/L，适用于消毒过程中余氯浓度的监测。

具体而言，与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1、本发明方法所用试纸中稳定剂，在室温的条件下，避光密闭保存，保质期至少可达到12个月。

2、本发明试纸的面积小，单次测试试剂用量只有普通实验室方法的几百分之一，且测试过程简单，无需其它仪器和配件，可大大节约测试成本。

3、试纸的可持式底板可防止拿取的过程中受人手的污染，十分安全可靠。

4、本发明检测范围宽，适用于食品饮料、科研、饮用水、泳池水、水产养殖、环境监测废水等余氯浓度的测定。

附图说明

图1是标准比色卡1#的视图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料如无特殊说明，均可从常规商业途径得到。

余氯测定试纸实施例1

用90％的乙醇溶液(乙醇和水的体积比为9:1)配制含10.0g/L3,3,5,5,-四甲基联苯胺、14.2g/L辛烷基磺酸钠、0.65g/L钨酸钠、20g/L氨基磺酸的混合显色液。将层析滤纸完全浸泡至上述混合液中10分钟，取出滤纸，在50℃温度下真空干燥。干燥后将此滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，即制成余氯快速测定试纸1#。

余氯测定试纸实施例2

用90％的乙醇溶液(乙醇和水的体积比为9:1)配制含5.5g/L对硝基苯酚、9.8g/L月桂基硫酸钠、1.1g/L钼酸钠、45.5g/L丙二酸的混合显色液。将层析滤纸完全浸泡至上述混合液中10分钟，取出滤纸，在50℃温度下真空干燥。干燥后将此滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，即制成余氯快速测定试纸2#。

余氯测定试纸实施例3

用90％的乙醇溶液(乙醇和水的体积比为9:1)配制含6.5g/L对氨基苯酚、4.4g/L十六烷基磺酸钠、0.65g/L钨酸钠、1.2g/L钼酸钠、10.0g/L乙二胺四乙酸、10g/L氨基磺酸的混合显色液。将层析滤纸完全浸泡至上述混合液中10分钟，取出滤纸，在50℃温度下真空干燥。干燥后将此滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，即制成余氯快速测定试纸3#。

余氯测定试纸实施例4

用90％的乙醇溶液(乙醇和水的体积比为9:1)配制含7.8g/L水杨酸、6.9g/L十二烷基苯磺酸钠、1.1g/L钨酸钠、1.6g/L钼酸钠、12.5g/L2-硝基苯甲酸、12g/L氨基磺酸的混合显色液。将层析滤纸完全浸泡至上述混合液中10分钟，取出滤纸，在50℃温度下真空干燥。干燥后将此滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，即制成余氯快速测定试纸4#。

标准比色卡实施例

制备与余氯快速测定试纸1#配套使用的标准比色卡1#。

1)用纯水配制浓度为0.1mg/L的余氯酸标准溶液，将余氯测定试纸实施例1制备的试纸浸入溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，根据试纸所呈现的颜色在潘通色卡上找出色调一致的标准色；

2)同步骤1)所述方法，分别获得检测浓度为0.5mg/L、1.0mg/L、3.0mg/L、5.0mg/L、7.0mg/L、10.0mg/L的余氯标准溶液时试纸所呈现的标准色；

3)根据得到的各潘通标准色所列色值采用电脑调色和印制，得到标准比色卡1#。

标准比色卡1#中，浓度为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、3mg/L、5mg/L、7mg/L、10mg/L的余氯标准溶液对应的潘通色卡色号分别是7436CP、7437CP、7438CP、7439CP、686C、474C、1215C。标准比色卡1#的视图可见附图1。

类似上述的标准比色卡的制备方法，分别制备得到与检测试纸2#～4#配套使用的标准比色卡2#～4#。

测试例1

将余氯快速测定试纸1#～4#置于密实袋中，放置在37℃烘箱中，每隔30天观察试纸外观，进行试纸稳定性测试和显色效果测试。

显色效果测试方法为：分别配置0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、3.0mg/L、5.0mg/L、7.0mg/L、10.0mg/L的余氯标准溶液，将试纸1#、2#、3#、4#分别***上述标准溶液中，15秒后取出，甩去试纸上多余的溶液，显色完全后观察显色效果，并分别与配套的标准比色卡对照，得到余氯数据。随着余氯含量的增加，试纸所显的颜色先由白色逐渐变紫，随后变黄。检测结果如表1～4所示。

表1余氯快速测定试纸1#的稳定性

测试指标	放置30d后	放置60d后	放置90d后
				外观	白色	白色	白色
色阶	明显	明显	明显
				显色速度	约15秒显色完全	约15秒显色完全	约16秒显色完全

表2余氯快速测定试纸2#的稳定性

测试指标	放置30d后	放置60d后	放置90d后
				外观	白色	白色	白色
色阶	明显	明显	明显
				显色速度	约15秒显色完全	约15秒显色完全	约16秒显色完全

表3余氯快速测定试纸3#的稳定性

测试指标	放置30d后	放置60d后	放置90d后
				外观	白色	白色	白色
色阶	明显	明显	明显
				显色速度	约16秒显色完全	约16秒显色完全	约17秒显色完全

表4余氯快速测定试纸4#的稳定性

测试指标	放置30d后	放置60d后	放置90d后
				外观	白色	白色	白色
色阶	明显	明显	明显
				显色速度	约17秒显色完全	约18秒显色完全	约19秒显色完全

测试结果表明，用本发明试纸检测余氯的响应时间少于20秒，显色完全后颜色可稳定30分钟。

由表1～4可知，实施例1～4中的余氯快速测定试纸在37℃烘箱中放置90天后，除了显色速度稍微变慢外，其它均没有影响。通过这种保质期加速实验可知，本发明方法所用试纸的常温保质期至少可达到1年。

测试例2

采用实施例1制备的试纸1#进行含有余氯的水样进行测试并与比色计的结果作对比。当样品显色后的色调与标准色阶一致时，直接取色阶指示浓度为测得值，若颜色深浅处于两色阶之间，则取两色阶指示浓度的中间浓度为测得值。比色计法是用DPD法的显色原理，显色后在比色计上测出具体数值，最后进行加标验证。

实际样品测试结果如表5所示。表5中：样品1为广州某地区自来水；样品2为某小区游泳池泳池水；样品3为某饮料厂消毒设备时配制的余氯消毒液；样品4为广州某三甲医院排放废水。

表5实际样品测试及与其他方法的对比实验

通过上述试验结果可知，本发明方法用于采用余氯浓度的测定，该检测方法无需其它的仪器和配件，操作简便、检测灵敏度高，结果可靠，具有较高的实用价值。尤其适用于消毒过程中余氯浓度的检测。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种余氯的测定试纸，其特征在于：是由以下的制备方法制得：

1)将显色剂、催化剂、稳定剂和pH调节剂溶于溶剂中，配制得到混合液；

2)将滤纸在混合液中浸泡，取出，干燥，裁切，粘贴在基板上，得到余氯的测定试纸；所述混合液中，显色剂的浓度为1g/L～10g/L，催化剂的浓度为3g/L～15g/L，稳定剂的浓度为0.5g/L～3g/L，pH调节剂的浓度为10g/L～50g/L；其中，催化剂为阴离子表面活性剂；稳定剂为含有过滤金属的离子化合物。

2.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述显色剂选自苯酚衍生物、苯胺衍生物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述催化剂选自碳原子数≥8的直链烷基硫酸盐表面活性剂、苯磺酸盐表面活性剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述稳定剂选自碱金属钼酸盐、碱金属钨酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述pH调节剂为固体酸。

6.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述测定试纸的制备步骤1)中，溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、水中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述测定试纸的制备步骤2)中，浸泡的时间为5min～30min。

8.根据权利要求1所述的一种余氯的测定试纸，其特征在于：所述测定试纸的制备步骤2)中，基板为可持式底板。

9.一种余氯的快速测定方法，其特征在于：包括如下步骤：将权利要求1～8任一项所述的余氯测定试纸浸入待测试样中，10秒～15秒后取出，待显色完全，将试纸与标准比色卡进行颜色比对，测定试样中的余氯含量。

10.根据权利要求9所述一种余氯的快速测定方法，其特征在于：所述标准比色卡的制备方法如下：

1)用纯水分别配制浓度为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、3mg/L、5mg/L、7mg/L、10mg/L的余氯标准溶液；

2)将余氯测定试纸浸入各余氯标准溶液中，10秒～15秒后取出，待显色完全，在潘通色卡上找出对应的标准色；

3)根据各标准色的色值制得标准比色卡。