Phân tích trao đổi Kali trong chất hút ẩm kính cách nhiệt bằng phương pháp AAS Wayeal

Hoạt động như "người bảo vệ vô hình" của kính cách nhiệt, hiệu suất của chất hút ẩm quyết định trực tiếp nguy cơ ngưng tụ và tuổi thọ của bộ kính. Nếu khả năng hấp thụ của nó không đáp ứng các tiêu chuẩn, nó có thể dẫn đến sương mù hoặc ngưng tụ giữa các tấm kính, làm giảm khả năng cách nhiệt và làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.

Tỷ lệ trao đổi kali, cụ thể là tỷ lệ trao đổi ion kali, là một chỉ số kỹ thuật quan trọng để đánh giá chất lượng và hiệu suất của bột rây phân tử 3A. Theo Tiêu chuẩn Quốc gia Trung Quốc "Rây phân tử 3A" (GB/T 10504-2017), rây phân tử 3A được phân loại thành bốn loại dựa trên ứng dụng và hình thức: dạng đùn, dạng cầu, dạng cầu dùng cho kính cách nhiệt và dạng bột. Tiêu chuẩn quy định một yêu cầu kỹ thuật về tỷ lệ trao đổi kali (≥40%) chỉ dành cho loại bột, không có yêu cầu như vậy đối với các loại đã tạo hình (dạng đùn hoặc dạng cầu).

Nghiên cứu này thiết lập một phương pháp ngọn lửa hấp thụ nguyên tử để xác định tỷ lệ trao đổi kali trong chất hút ẩm cho kính cách nhiệt. Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số tương quan tuyến tính cho cả oxit kali và oxit natri đều lớn hơn 0,999. Phương pháp này chứng minh là chính xác, đáng tin cậy và có độ nhạy cao, phù hợp để kiểm tra kiểm soát chất lượng khả năng trao đổi kali trong chất hút ẩm kính cách nhiệt.

Từ khóa: Hấp thụ nguyên tử, Ngọn lửa, Kính cách nhiệt, Chất hút ẩm, Kali, Natri.

1. Phương pháp thí nghiệm

1.1 Cấu hình thiết bị

Bảng 1 Danh sách cấu hình của Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

1.2 Thuốc thử và Vật liệu thí nghiệm

1.2.1 Dung dịch chuẩn oxit natri (1mg/mL): Cân chính xác 1,5830g kali clorua (chuẩn sơ cấp) đã được sấy khô trước ở 150°C trong 2 giờ vào một cốc, thêm nước để hòa tan. Sau đó chuyển vào bình định mức 1L, pha loãng đến vạch bằng nước và trộn đều. Nồng độ của dung dịch chuẩn này là 1mg/mL.

1.2.2 Dung dịch chuẩn oxit kali (1mg/mL): Cân chính xác 1,8859g natri clorua (chuẩn sơ cấp), đã được sấy khô trước ở 150°C trong 2 giờ vào một cốc, thêm nước để hòa tan. Sau đó chuyển vào bình định mức 1L. Pha loãng đến vạch bằng nước và trộn đều. Nồng độ của dung dịch chuẩn này là 1mg/mL.

1.2.3 Axit percloric

1.2.4 Axit flohydric

1.2.5 Axit clohydric: 1+1

1.2.6 Dung dịch amoniac: GR

1.2.7 Chỉ thị đỏ metyl: 0,2%

1.2.8 Cân phân tích có độ đọc 0,1 mg

1.2.9 Bếp đun nóng kỹ thuật số

1.2.10 Nồi nấu PTFE

1.2.11 Lò nung điện trở buồng

1.3 Xử lý trước mẫu

Nghiền mẫu cho đến khi có thể đi qua rây 100 mesh. Chuyển mẫu đã nghiền vào nồi sứ và đặt vào lò nung điện trở buồng. Đun nóng dần lò từ nhiệt độ phòng đến 550°C, sau đó duy trì nhiệt độ này trong 1 giờ. Sau quá trình này, lấy nồi nấu ra ngay lập tức và đặt vào bình hút ẩm để nguội đến nhiệt độ phòng.

Cân chính xác khoảng 0,2g (chính xác đến 0,0001g) mẫu đã xử lý vào nồi nấu PTFE. Làm ẩm bằng một lượng nhỏ nước, sau đó thêm 1mL axit percloric và 15mL axit flohydric. Đặt lên bếp đun nóng 120°C và làm bay hơi cho đến khi xuất hiện khói trắng của axit percloric. Lấy ra và để nguội. Thêm 25mL axit flohydric và tiếp tục bay hơi cho đến khi mẫu tan hoàn toàn và khói trắng ngừng. Lấy ra và làm nguội. Thêm 10mL axit clohydric và 20mL nước, đun nóng để hòa tan, sau đó chuyển vào bình định mức 250mL. Để nguội đến nhiệt độ phòng, pha loãng đến vạch bằng nước, trộn đều và để riêng để phân tích. Hút khoảng 80mL dung dịch này, thêm đỏ metyl cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt, và đun sôi nhẹ trong 30 phút. Thêm dung dịch amoniac cho đến khi màu chuyển sang vàng, sau đó duy trì đun sôi nhẹ trong 15 phút nữa. Lọc định lượng vào bình định mức, để nguội đến nhiệt độ phòng, pha loãng đến vạch bằng nước và trộn đều. Thực hiện theo quy trình tương tự để phân tích mẫu trắng.

2. Kết quả và Thảo luận

2.1 Điều kiện quang phổ cho các nguyên tố

2.2 Kiểm tra đường chuẩn

Đường chuẩn cho K

Đường chuẩn cho Na

2.3 Kết quả phân tích mẫu

3. Chú ý

3.1 Axit flohydric, axit percloric và axit clohydric được sử dụng trong thí nghiệm rất nguy hiểm: axit flohydric và axit percloric có tính oxy hóa và ăn mòn mạnh, trong khi axit clohydric rất dễ bay hơi và ăn mòn. Tất cả các khâu chuẩn bị thuốc thử và phân hủy mẫu phải được thực hiện bên trong tủ hút. Người vận hành phải mặc thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) thích hợp để tránh hít phải hoặc tiếp xúc với da và quần áo.

3.2 Khi phát hiện kali và natri, đầu đốt phải được xoay để tối ưu hóa sự liên kết. Đối với phép đo kali, xoay đầu đốt cho đến khi chuẩn 0,1mg/L tạo ra độ hấp thụ 0,0115 Abs. Đối với phép đo natri, xoay đầu đốt cho đến khi chuẩn 0,1 mg/L tạo ra độ hấp thụ 0,0307 Abs.

4. Kết luận

Nghiên cứu này thiết lập một phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) để xác định tỷ lệ trao đổi kali trong chất hút ẩm cho kính cách nhiệt. Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số tương quan tuyến tính (R) cho cả oxit kali (K₂O) và oxit natri (Na₂O) đều vượt quá 0,999. Phương pháp này chứng minh là chính xác, đáng tin cậy và ổn định, phù hợp để kiểm tra kiểm soát chất lượng khả năng trao đổi kali trong chất hút ẩm kính cách nhiệt.