技术领域
[0001] 本发明涉及化学品分析技术领域,具体为一种尿素中缩二脲含量的测定方法。
相关背景技术
[0002] 尿素是一种中性肥料,是含氮量最高的氮肥,易保存,使用方便,对土壤破坏作用小,适用于各种土壤和植物,是肥料中使用最为广泛的品种之一。尿素在工业上采取氨气和二氧化碳合成,生产中如果反应条件控制不佳如温度过高等会导致尿素进一步缩合产生缩二脲,使产品中缩二脲含量增高。施于土壤或作物叶面的缩二脲会对作物体内氮素的代谢及蛋白质的合成造成干扰,从而对作物生长产生抑制作用。缩二脲抑制和伤害幼苗的毛细根,导致烧苗,同时减少作物对肥料的吸收,对作物种子发芽及幼根生长的危害尤为显著。当尿素中缩二脲含量高0.5%时,则不可作根外追肥施用,缩二脲含量超过2%会造成植物中毒,发芽率低,叶绿素减损。我国尿素国家标准GB/T 2440‑2017规定农业用尿素缩二脲含量应不高于1.5%,工业用尿素缩二脲含量应不高于1.0%。在企业生产质量控制和政府进行产品监管环节中需要对大量尿素样品进行缩二脲含量检测,目前通用的缩二脲测定方法主要包括两大类:
[0003] 一大类是基于缩二脲等物质在溶液中与Cu2+形成有色配合物的双缩脲反应,采用分光光度法(直接法)或原子吸收光谱法(间接法)检测缩二脲‑Cu2+复合物浓度,再换算成缩二脲的质量分数。我国现行国家标准《复混肥料(复合肥料)中缩二脲含量的测定》(GB/T 22924‑2008)和农业行业标准《复混肥料中缩二脲含量的测定分光光度法》(NY/T 1376‑
2007)、美国公职分析化学家协会(AOAC)标准方法960.04和976.01以及欧盟标准EN 15479:
2009都采用此类方法。此类方法通常需要在试验中配制含有Cu2+的显色试剂,样品前处理费时费力,使用试剂多,且含有酰胺键的不少脲基缩合物都有可能与Cu2+形成不同的有色配合物而干扰测定。
[0004] 另一大类方法是利用液相色谱分离缩二脲后再采用紫外检测器直接进行测定,该方法的发展得益于高效液相色谱技术的发展,可实现对缩二脲的直接定量。但该方法在样品适用性、杂质干扰下的稳定性一定缺陷,我国国家标准GB/T22924‑2008采用此法。该方法中采用的液相色谱法对分离缩二脲和尿素中常见的副产物缩三脲、N,N‑亚甲基二脲等含有酰胺键的脲基缩合物效果不佳,直接影响了肥料中缩二脲含量测定的准确程度;并且在检测含有硝酸根的尿素复合肥的样品时,由于硝酸根在相应波段有强烈的紫外吸收,导致硝酸根与缩二脲的分离效果不佳,出现硝酸根干扰缩二脲测定的现象,极大地限制了该标准方法的适用性。
[0005] 由此可见,虽然现有测定方法干扰因素多,但是测试过程耗时长,检测效率低,建立一种快速筛查测定方法对于提高监测和监管效率显得尤为重要。
具体实施方式
[0024] 以下参照附图,进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
[0025] 实施例1,参照图1,一种尿素中缩二脲含量的测定方法,其步骤如下:
[0026] (1)制作参考样品:采用纯相尿素试剂、纯相缩二脲试剂进行混合配制,混合配制前纯相尿素试剂及纯相缩二脲试剂于烘箱中80℃烘干1h,配制不同缩二脲含量的混合样品,混合时充分研磨混合均匀并筛分,筛分规格为200目筛网,并通过均匀性检验,参考样品进行3次平行测定,平行测定采用0.0001g测量精准度的电子天平,采用玻璃平板制样,填入深度0.5mm,制作多份梯度参考样品,参考样品含量配比如下:
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[0028] (2)制作工作曲线:使用X射线衍射仪对参考样品扫描并获得参考样品的X射线衍射图谱,X射线衍射仪的衍射源为Cu或Ka,管压45 kV,管流40mA,测角仪半径240 mm,采用步进扫描模式,步进0.0131°,点扫描时间250s,能量脉冲高度PHD 25‑70%,X射线衍射的角度测试范围2θ为27.7°;以缩二脲最强峰扣除背景后的谱峰积分强度为纵坐标,缩二脲最强峰为X射线衍射图谱中(1,0,1)峰,以参考样品中缩二脲质量分数为横坐标绘制绘制工作曲线,拟合线性方程,方程设为y= 2.0964x ‑0.0211,相关系数R² = 0.9975,y为缩二脲最强峰扣除背景后的谱峰积分强度,x为缩二脲的质量分数,a为方程的斜率,b为方程的j截距,工作曲线如图
1:
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[0032] 需要注意的是,本方法选择对缩二脲(1,0,1)晶面衍射峰进行测定,为缩二脲的最强峰,灵敏度高,样品中主要物相尿素对测试不造成影响,而现有化学法测试时受样品缩三脲及硝基影响大;
[0033] 本法测试时,缩三脲及常见硝基肥料的衍射峰在缩二脲(1,0,1)晶面处无重叠现象,对缩二脲的测试不造成干扰;
[0034] 不同样品种缩二脲含量测试的精密度和回收率试验
[0035]
[0036] 选取不含缩二脲的尿素作为空白样品,在选定实验条件连续测定11次,以3倍空白标准偏差计算检出限,10倍空白标准偏差计算定量限,则方法的检出限为0.09%,定量限为0.31%。
[0037] (3)对待测样品中缩二脲含量的检测:使用X射线衍射仪对待测样品扫描并获得待测样品的X射线衍射图谱,X射线衍射仪的衍射源为Cu或Ka,管压45kV,管流40mA,测角仪半径240mm,采用步进扫描模式,步进0.0131°,点扫描时间250s,PHD 25‑70%,X射线衍射的角度测试范围2θ为25.0°~30.0°,计算待测样品缩二脲最强峰扣除背景后的谱峰积分强度,缩二脲最强峰为X射线衍射图谱中(1,0,1)峰,再将该计算结果代入步骤(2)中获得的拟合线性方程,即可计算出待测样品中缩二脲的质量分数。
[0038] 本方法测试结果与GB/T 22924‑2008方法测试结果对比:
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[0040]
[0041] 本法测试结果与GB/T 22924‑2008方法的结果一致,两种方法对样品测试的相对偏差均控制20%以内。测试方法可以迅速对样品中缩二脲含量进行快速筛查测定。
[0042] 该方法可以准确对尿素中缩二脲含量进行定量测定,方法不需要对样品进行溶解和化合物分离,采取粉末样品进行无损测试,测试样品可回收。方法前处理程序简单,无需使用其它化学试剂,检测速度快,测试干扰小,可以迅速对样品中缩二脲含量进行快速筛查测定。