殘炭測定儀的操作需遵循 “準備 - 設置 - 樣品處理 - 加熱 - 冷卻稱量 - 清理記錄" 的邏輯流程,同時需注意操作規范性與安全性,以下為詳細步驟:
一、操作前準備
儀器檢查:首先確認殘炭測定儀的電源、氣源(若為需要氣源的類型)連接正常,檢查加熱爐、溫控系統、計時器等核心部件是否完好,無破損或異常聲響;同時查看儀器的通風系統是否通暢,避免實驗過程中有害氣體積聚。
樣品準備:選取具有代表性的樣品,若樣品為固體顆粒,需將其研磨至均勻細粉(粒度需符合對應測定標準,如 GB/T 268 或 ASTM D189 要求),若為液體樣品需充分搖勻,確保樣品無雜質、無分層;若樣品含水量較高,需先在 105-110℃烘箱中烘干至恒重,避免水分影響殘炭測定結果。
器具準備:準備好干凈的瓷坩堝(或儀器指定的坩堝)、坩堝蓋、鑷子、分析天平(精度≥0.1mg)、干燥器等;將瓷坩堝放入馬弗爐中,在 800±20℃下灼燒 30 分鐘,取出后放入干燥器中冷卻至室溫,隨后用分析天平稱量坩堝質量并記錄(此為坩堝空重)。
二、儀器預熱與參數設置
啟動儀器:打開殘炭測定儀的總電源開關,啟動儀器控制系統,進入操作界面;根據所采用的測定標準(如康氏殘炭、蘭氏殘炭或微量殘炭),在界面上設置對應的實驗參數,包括加熱終溫(如康氏法通常為 520±5℃)、升溫速率(部分標準要求勻速升溫,避免升溫過快導致樣品飛濺)、恒溫時間(若標準有要求)等。
預熱加熱爐:設置參數后,啟動加熱爐預熱程序,待加熱爐溫度穩定達到設定的初始加熱溫度(或直接升溫至目標溫度,根據儀器類型而定),并保持溫度穩定 10-15 分鐘,確保爐內溫度均勻,滿足實驗條件。
三、樣品稱量與裝填
樣品稱量:用已恒重的瓷坩堝稱量樣品,根據標準要求控制樣品質量(如康氏法通常稱取 5.0±0.1g 液體樣品或固體樣品),稱量過程中需用鑷子夾取坩堝,避免手部接觸導致質量誤差,稱量后記錄樣品與坩堝的總質量。
樣品裝填:將稱量好樣品的坩堝輕輕放入殘炭測定儀的加熱爐內樣品架上,確保坩堝放置平穩、位置居中,若儀器配有坩堝蓋,需按照標準要求蓋好坩堝蓋(部分方法需敞口加熱,需確認標準細節),關閉加熱爐門,確保爐門密封良好,防止熱量散失影響溫度控制。
四、加熱過程監控與操作
啟動實驗程序:確認樣品與儀器狀態無誤后,在儀器操作界面上啟動實驗運行程序,儀器將按照預設參數開始加熱;加熱過程中,通過儀器的觀察窗(若有)或溫度監控界面,實時觀察加熱爐溫度變化與樣品狀態,注意是否有樣品飛濺、冒煙異常等情況,若出現異常需立即暫停實驗,排查問題后再繼續。
階段控制(若需):部分測定方法需分階段控制加熱,如先慢速升溫至某一溫度,保溫一段時間后再繼續升溫至終溫,需嚴格按照儀器程序或標準要求執行,避免人為干預溫度曲線,確保實驗過程符合標準規范。
五、冷卻與殘炭稱量
停止加熱與冷卻:待實驗程序完成(達到設定恒溫時間或加熱周期結束)后,儀器自動停止加熱,此時用鑷子小心取出坩堝(注意高溫防護,需佩戴隔熱手套),迅速放入干燥器中,蓋好干燥器蓋子,讓坩堝在干燥器中自然冷卻至室溫(通常需 1-2 小時,避免冷卻過快導致坩堝破裂或樣品吸潮)。
殘炭稱量:待坩堝冷卻后,用分析天平稱量坩堝與殘炭的總質量,稱量過程中需避免坩堝外壁沾染雜質,若有殘留污漬需用干凈的軟布輕輕擦拭后再稱量,記錄此時的總質量。
六、儀器清理與數據記錄
儀器清理:實驗結束后,關閉殘炭測定儀的加熱爐電源,待加熱爐冷卻至室溫(通常需 4-6 小時),打開爐門,清理爐內的灰塵與殘留雜質(可用軟毛刷輕輕清掃),擦拭儀器表面,確保儀器整潔;同時清洗用過的瓷坩堝(若需重復使用),晾干后妥善存放。
數據整理:根據稱量記錄的 “坩堝空重"“樣品 + 坩堝總重"“殘炭 + 坩堝總重",計算樣品的殘炭含量(此步驟雖涉及計算,但無需在操作方法中列出公式,僅需按標準要求整理數據即可);同時記錄實驗過程中的儀器參數、異常情況(若有),形成完整的實驗記錄,確保數據可追溯。
注意事項
操作過程中需全程佩戴隔熱手套與防護眼鏡,避免高溫燙傷或樣品飛濺傷人;實驗區域需保持通風良好,若儀器無內置通風系統,需在通風櫥內操作。
不同類型的殘炭測定儀(如康氏、蘭氏、微量)操作細節可能存在差異,需嚴格參照儀器說明書與對應國家標準(如 GB/T 268、GB/T 17144、ASTM D189 等)執行,不可混用操作步驟。
分析天平需定期校準,瓷坩堝需確保恒重,避免因器具誤差導致測定結果不準確;若多次實驗結果偏差較大,需檢查儀器溫控系統或樣品代表性,排查問題后重新實驗。