摘要：采用重量法測定活性炭中的鉀含量，該分析方法簡便，準(zhǔn)確度高，能夠滿足檢測分析的需要。
活性炭又稱活性炭黑，是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形炭，活性炭由于具有吸附、催化和一定的化學(xué)反應(yīng)性能，同時又具有物理、化學(xué)的相對穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于煉油行業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制藥工業(yè)、機(jī)動車輛配套、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、航天航空以及新能源等領(lǐng)域。
雙電層電容器專用活性炭的制備過程中添加KOH活化劑，可促進(jìn)生成微孔發(fā)達(dá)的高比表面積的活性炭，殘留于炭化合物中的含鉀化合物對活化過程的催化作用促進(jìn)了大孔的形成，但不利于特性、優(yōu)良活性炭的制備，所以需要在炭化、活化后把炭化合物中的含鉀化合物通過氧化處理、加熱反應(yīng)和超聲洗滌等處理過程脫除多余的活化劑KOH，否則電容器使用時會發(fā)生電堿金屬還原析出引起短路故障。高性能電容器專用活性炭適用于電容器制造工業(yè)，生產(chǎn)過程中要求控制鉀含量小于0.01%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），這樣才能保證電容器自身放電的較低度，延長儲電產(chǎn)品的壽命。
林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1617-2004《雙電層電容器專用活性炭》中未對鉀含量控制指標(biāo)及制定測試方法。文章闡述了采用四苯硼鈉重量法測定活性炭中的鉀含量的方法，該方法操作簡便，整個試驗時間可控制在幾小時內(nèi)，且僅使用分析天平、恒溫干燥箱、高溫電阻爐等一般實驗室儀器，該方法精密度與準(zhǔn)確度高，可滿足方法分析試驗的需要。
1、試驗部分
1.1、方法提要
在弱酸性介質(zhì)中，鉀化合物與四苯硼鈉反應(yīng)生成四苯硼鉀沉淀。根據(jù)四苯硼鉀沉淀的質(zhì)量計算鉀的含量。
1.2、試劑和儀器
碳酸鉀；95%乙醇；無水乙醇；90%乙酸溶液；甲基紅指示劑：1g/L乙醇溶液；四苯硼鈉：34g/L乙醇溶液；四苯硼鉀乙醇飽和溶液；分析天平：感量0.0002g；恒溫干燥箱：控制精度±5℃：高溫電阻爐：控制精度±20℃；抽濾裝置；瓷坩堝：50mL；4號玻璃坩堝式濾器。
1.3、測定步驟
稱取經(jīng)（120±5）℃干燥至恒重的活性炭試樣1.5g（精確至0.0002g）于瓷坩堝中，將瓷坩堝移入高溫電阻爐內(nèi)于600℃灼燒3h，取出冷卻至室溫，加入5mL水溶解殘渣，轉(zhuǎn)移至100mL燒杯中，再分別用5mL水洗滌坩堝3次，洗滌水與溶解水合并，加熱燒杯至微沸，保溫5min，稍冷過濾于250mL燒杯內(nèi)，用水洗滌燒杯及濾紙各3次，每次用量5mL。
在燒杯中加入1滴甲基紅指示劑，用乙酸溶液調(diào)至微紅色，加熱至40℃取下。在攪拌下逐滴加入5mL四苯硼鈉乙醇溶液，放置10min。用傾斜法將沉淀過濾于（120±5）℃下預(yù)先恒重的4號玻璃坩堝式濾器內(nèi)，用四苯硼鉀乙醇飽和溶液轉(zhuǎn)移沉淀，并每次用5mL四苯硼鉀乙醇飽和溶液洗滌沉淀3次，然后用無水乙醇洗滌兩次，每次用量2mL。將盛有沉淀的坩堝置入（120±5）℃干燥箱中，干燥至恒重，取出放在干燥器內(nèi)冷卻，稱重。
1.4、結(jié)果計算
以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的試樣中的鉀含量X（%）按下式計算：X=m1×0.1089/m×100%，式中：m1為四苯硼鉀沉淀的質(zhì)量，g；m為活性炭的質(zhì)量，g；0.1089為四苯硼鉀質(zhì)量換算為鉀的系數(shù)。
2、結(jié)果討論
2.1、方法的精密度
選取波濤活性炭廠家生產(chǎn)的活性炭產(chǎn)品，對同一試樣進(jìn)行5次平行測定，結(jié)果見表1。
表1精密度測定數(shù)據(jù)
| 次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 平均值 |
| 計算結(jié)果 | 0.0094 | 0.0092 | 0.0095 | 0.0094 | 0.0095 | 0.0094 |
計算得方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.00012，變異系數(shù)為1.30%。
2.2方法的準(zhǔn)確度
選取已知鉀含量的活性炭試樣，按線性系列分別定量加入鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，在上述操作條件下，測定活性炭中的鉀含量回收率，結(jié)果見表2。平均回收率為99.6%。
表2準(zhǔn)確度測定數(shù)據(jù)
| 次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 回收率 | 99.9 | 99.1 | 99.8 | 100.1 | 99.3 |
3、幾點說明及注意事項
3.1、灰化應(yīng)完全，600℃灼燒3h，灰化時溫度嚴(yán)禁超過730℃。
3.2、四苯硼鈉乙醇溶液的配制：稱取3.4g四苯硼鈉溶于100mL無水乙醇中，必要時過濾后使用。
四苯硼鉀的制備：稱取碳酸鉀0.2g（精確至0.001g）于300mL水中，加入2滴甲基紅指示，用乙酸溶液調(diào)至微紅色，加熱至40℃，在攪拌下加入45mL四苯硼鈉乙醇溶液，放置10min。取下冷卻至室溫，用玻璃坩堝式濾器抽濾，用5%的乙醇溶液轉(zhuǎn)移沉淀，抽干、再用10mL無水乙醇分5次洗滌玻璃坩堝式濾器，抽干。
四苯硼鉀乙醇飽和溶液的配制：將制得的四苯硼鉀加50mL95%乙醇，950mL水，充分振蕩使之飽和。使用前干過濾。
3.3、抽濾沉淀時應(yīng)防止抽濾時間過長，以免由于乙醇的部分揮發(fā)而導(dǎo)致四苯硼鈉析出。
3.4、坩堝洗滌時，若沉淀不易洗去，可用丙酮進(jìn)一步清洗。
3.5、四苯硼鈉水溶液不能久貯，故使用乙醇溶液，可放置兩周不出現(xiàn)渾濁，并有利于沉淀的洗滌。
3.6、然后用無水乙醇洗滌是為了除去殘存的四苯硼鉀洗滌液，提高檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4、結(jié)論
采用四苯硼鈉重量法測定活性炭中的鉀含量，實驗結(jié)果表明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度較高，線性關(guān)系良好，而且該方法相對簡便，省時、易于操作，可以運用到實際的樣品分析中。