ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Inline analysis of borate and sulfate solutions with Raman spectroscopy

Aplikace | 2023 | MetrohmInstrumentace
RAMAN Spektrometrie
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Metrohm

Souhrn

Význam tématu


Výroba borité kyseliny je klíčovým procesem v chemickém průmyslu s aplikacemi v sklárnách, elektronikách i výrobě detergentů. S rostoucí globální poptávkou je nutné sledovat kvalitu a koncentraci reakčních složek v reálném čase, aby se zvýšila efektivita, snížily náklady a omezil environmentální dopad.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo demonstrovat výkonnost inline Ramanovy spektroskopie pro kvantifikaci boritanu (H₃BO₃) a síranu sodného (Na₂SO₄) v procesu výroby borité kyseliny. Autoři porovnali výsledky se standardními referenčními metodami a ukázali, že Ramanova metoda umožňuje spolehlivou analýzu při nízkých koncentracích (<100 mg/l).

Použitá metodika a instrumentace


Pro analýzu byly připraveny vzorky čistých a smíšených roztoků H₃BO₃ a Na₂SO₄ v rozsahu 0–80 mg/l. Spektrum se snímalo laserem 785 nm a data se zpracovávala chemometrickou kalibrací s minimem referenčních bodů. Charakteristické Ramanovy píky při 880 cm⁻¹ pro boritan a 993 cm⁻¹ pro síran umožnily vybudovat kvantitativní modely.

Použitá instrumentace


  • PTRam Process Analyzer (Metrohm Process Analytics)
  • Laser 785 nm
  • Vláknový laboratorní Ramanův sondový modul s vyměnitelnou šachtou
  • Software Vision pro automatickou kalibraci a validaci výkonu

Hlavní výsledky a diskuse


Inline Ramanova spektroskopie prokázala limity detekce (LOD) pro H₃BO₃ kolem 15 mg/l a pro Na₂SO₄ kolem 10 mg/l (ve formě iontů BO₃³⁻ a SO₄²⁻). V modelových směsích dosahovala metoda obdobné přesnosti i při přítomnosti rušivých složek. Spektrální data poskytují rychlou zpětnou vazbu o složení reakční směsi bez nutnosti složité přípravy vzorků.

Přínosy a praktické využití metody


  • Skutečné časy analýzy bez odběru a manuální přípravy vzorků
  • Bezchemické měření šetrné k životnímu prostředí
  • Možnost kontinuálního sledování a řízení krystalizační fáze
  • Snížení odpadu a optimalizace spotřeby kyseliny sírové

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se integrace inline Ramanovy spektroskopie s automatizovanými procesními řídicími systémy a rozšíření na měření dalších klíčových iontů. Využití pokročilých algoritmů strojového učení umožní zlepšit robustnost modelů a podporu prediktivní údržby v reálném čase.

Závěr


Inline Ramanova spektroskopie, reprezentovaná PTRam analyzátorem, nabízí rychlou, přesnou a environmentálně šetrnou alternativu ke gravimetrickým metodám pro monitorování výroby borité kyseliny. Metoda významně zlepšuje řízení procesu, snižuje provozní náklady a podporuje udržitelnou chemickou výrobu.

Reference


  1. „Boron | Properties, Uses, & Facts,“ Britannica, 2023.
  2. Borates Today, „Boron Mining: Sources And Major Producers,“ 2023.
  3. Precedence Research, „Boric Acid Market Size to Worth Around US$ 1,169.89 Million by 2030,“ 2022.
  4. A. Mergen, M. H. Demirhan, M. Bilen, „Processing of Boric Acid from Borax by a Wet Chemical Method,“ Adv. Powder Technol., 14 (3), 279–293, 2003.
  5. „Gravimetric analysis | Definition, Steps, Types, & Facts,“ Britannica, 2023.
  6. M. P. Childs, „Quantification of Boric Acid Concentration and Losses Due to Vaporization in the PASTA Facility,“ Texas A&M University, 2016.
  7. „Sodium Sulphate for Industrial Use — Determination of Sulphates Content — Calculation Method and Barium Sulphate Gravimetric Method,“ 1975.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Online monitoring of sulfuric acid and hydrogen peroxide using Raman spectroscopy
Application Note AN-PAN-1062 Online monitoring of sulfuric acid and hydrogen peroxide using Raman spectroscopy Etching is used during semiconductor fabrication to sulfuric acid-peroxide-hydrofluoric acid mix) are chemically remove layers from the surface of the typically used as etching solutions. Maintaining…
Klíčová slova
etching, etchingraman, ramanacid, acidperoxide, peroxidebaths, bathssulfuric, sulfuricwet, wetdsp, dspspectroscopy, spectroscopywafer, waferonline, onlineptram, ptramspm, spmmetrohm, metrohmsafer
Raman Spectroscopy as a Tool for Process Analytical Technology
For more information, please contact: [email protected] or +1 (302) 368-7824 Raman Spectroscopy as a Tool for Process Analytical Technology Thomas Padlo, Philip Zhou and Katherine A. Bakeev B&W Tek, Newark, DE, USA Abstract Raman spectroscopy is a well-suited spectroscopic technique…
Klíčová slova
raman, ramanspectroscopy, spectroscopyprocess, processportable, portablecourse, courseimmersion, immersionsodium, sodiumdevelopment, developmentreaction, reactionsulfate, sulfateproduct, productdatasheet, datasheetboric, boriccrystallization, crystallizationpat
Glucose and Lactate Monitoring with PTRam
410000058-A Glucose and Lactate Monitoring with PTRam Summary Raman spectroscopy is a valuable technique for process analytical technology (PAT) in the pharmaceutical industry due to its capacity for non-destructive, real-time measurements, as well as its ability to be implemented for…
Klíčová slova
ptram, ptrammetrohm, metrohmlactate, lactateglucose, glucoseraman, ramanvision, visionmodel, modelspectroscopy, spectroscopymonitoring, monitoringprocess, processculture, cultureoperating, operatingreplenished, replenishedgrowth, growthself
Monitoring complexing agents in galvanic baths inline with Raman spectroscopy
Application Note AN-PAN-1064 Monitoring complexing agents in galvanic baths inline with Raman spectroscopy The main purposes of galvanic process baths include the bath additives is necessary to ensure that the end the surface refinement of workpieces and the setting product…
Klíčová slova
raman, ramancomplexing, complexingprocess, processbath, bathelectroplating, electroplatingbaths, bathsgalvanic, galvanicagents, agentsinline, inlinespectroscopy, spectroscopyadditives, additivesorganic, organicmetrohm, metrohmplating, platingreal
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.