CN105181408A - 用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，所述双效萃取剂包含荧光络合剂、洗脱剂和溶剂，其中荧光络合剂的浓度为0.04-0.1mol/L，洗脱剂的浓度为0.2-0.4mol/L。本发明提供的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，既能在预处理时有效洗脱铀，又能够在检测时起到荧光增强剂的作用，试验表明，对不同浓度区间内的铀样品，采用该双效浸取剂处理后，铀回收率稳定，即本发明的双效浸取剂的综合性能良好，适用于批量分析。

Description

用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂

技术领域

本发明属于铀萃取与分析技术领域，具体涉及用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂。

背景技术

痕量铀的分析是铀含量测定工作中的重要内容之一，如铀矿水冶中的尾矿和废液，铀转化中的尾料、尾气，后处理工艺的废液、废有机相，三废处理中净化水等物料中痕量铀的含量是工艺效率、产品回收率的反映，痕量铀的分析贯穿整个核燃料循环的各个环节。环境样品中水、土壤的铀含量均属于痕量铀范围，痕量铀的分析作为日常分析项目，特别是稀土矿、核设施周边等的环境监测，每天都有大量样品需要进行痕量铀分析。因此建立简便快捷的痕量铀分析方法具有重要的实际意义。

目前用于浓度为10^-6～10^-9g/mL痕量铀的测定方法主要有质谱法和时间分辨荧光法。时间分辨荧光法测痕量铀，选择性好、灵敏度高(10^-11g/mL)，而且时间分辨荧光仪体积小巧价格便宜，对实验条件要求低，易于密封在手套箱中使用，因此应用十分广泛。

时间分辨荧光法测痕量铀主要受溶液中的干扰离子影响严重，主要干扰因素：H⁺、NO₃ ^-和Fe³⁺，必须通过样品预处理把干扰离子除去。常用的溶剂萃取法操作步骤多、几乎每步都是定量操作，在手套箱中操作难度大，处理时间长，处理后的样品体系不统一，只能使用标准加入法测量，工作量大，直接影响分析速度(单个样品分析时间约为40分钟)。因此，申请人在前期的研究中，根据铀酰离子易与碳酸根形成稳定阴离子络合物的性质，建立了“一种痕量铀样品的预处理方法”(见专利ZL201110358170，申请日2011年11月14日，授权公告日2015年4月29日)，该预处理方法包括:(i)将痕最铀样品调节为碱性:(ii)将离子交换纤维直接浸泡在样品溶液中吸附铀:(ⅲ)取出离子交换纤维并用洗涤剂洗涤；(iv)将洗涤后的纤维浸泡在浸取剂中；(v)取出浸取液，待测量。采用该方法对痕量铀样品进行预处理，具有操作简单、准确度高、分析速度快、有效消除共存离子干扰的优点。但上述预处理方法采用铀分析仪配套出售的荧光增强剂作为浸取剂，在长期应用过程发现该试剂存在以下缺陷：

①铀分析仪配套出售的荧光增强剂中除含有荧光增强作用的试剂外，还含有pH缓冲试剂、掩蔽剂等多种成分，其配方因商用而保密。申请人在长期工作中发现，同批次荧光增强剂制得的标准样品绘制出的工作曲线线性良好，但是不同批次荧光增强剂制得的标准样品绘制出的工作曲线斜率有明显差异，说明使用不同批次荧光增强剂铀的回收率不同，荧光增强剂在关键参数的控制要求与浸取剂不同，其中某个(些)非重点控制参数对于铀的浸取率影响较大。

②按照铀分析仪的标配方法，检测每个分析样品时荧光增强剂的使用量为0.5mL，若将荧光增强剂作为痕量铀预处理方法中的浸取剂使用，则处理并检测每个样品时荧光增强剂的使用量为10mL，其用量增加了20倍。市售荧光增强剂价格贵(10mL市场价为12元)，对于批量样品分析来说，使用成本高，不利于方法的推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，采用该双效浸取剂既能在预处理时有效洗脱铀，又能够在检测时起到荧光增强剂的作用，且不同浓度区间内铀的回收率稳定。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，所述双效萃取剂包含荧光络合剂、洗脱剂和溶剂，其中荧光络合剂的浓度为0.04-0.1mol/L，洗脱剂的浓度为0.2-0.4mol/L；所述双效萃取剂的pH值为7-8。

本发明的双效浸取剂用于痕量铀样品预处理时，其作用原理是：①荧光络合剂与铀酰离子可形成荧光络合物，达到荧光增强效果；②洗脱剂，以竞争吸附的方式将离子交换纤维上吸附的铀洗脱，达到洗脱效果。

进一步，所述荧光络合剂为可溶于水的焦磷酸盐、硫酸盐或磷酸盐；所述洗脱剂为可溶于水的磷酸盐、盐酸盐或碳酸盐。

进一步，焦磷酸盐为Na₄P₂O₇和/或K₄P₂O₇。

进一步，磷酸盐选自NaH₂PO₄、KH₂PO₄、NH₄H₂PO₄、Na₂HPO₄、K₂HPO₄、(NH₄)₂HPO₄、Na₃PO₄、K₃PO₄、(NH₄)₃PO₄中的一种或多种。

进一步，在配制双效浸取剂时，采用硝酸调节pH值为7-8。优选情况下，可采用硝酸调节pH值为7.5。

本发明提供的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，既能在预处理时有效洗脱铀，又能够在检测时起到荧光增强剂的作用，试验表明，对不同浓度区间内的铀样品，采用该双效浸取剂处理后，铀回收率稳定，即本发明的双效浸取剂的综合性能良好，适用于批量分析。

附图说明

图1是浓度在100-1000ng/mL的铀标准溶液采用本发明实施例1的双效浸取剂处理后使用微量铀分析仪测量的荧光强度F_x与铀浓度C_x的工作曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。

实施例1

双效萃取剂配方：Na₄P₂O₇浓度0.04mol/L，K₂HPO₄浓度0.35mol/L,以硝酸调节pH值为7.5。

实施例2

双效萃取剂配方：Na₄P₂O₇浓度0.08mol/L，Na₂HPO₄浓度0.2mol/L以硝酸调节pH值为8。

实施例3

双效萃取剂配方：K₄P₂O₇浓度0.1mol/L，(NH₄)₂HPO₄₄浓度0.4mol/L,以硝酸调节pH值为8。

实施例4

双效萃取剂配方：K₄P₂O₇浓度0.04mol/L，KH₂PO₄浓度0.2mol/L,以硝酸调节pH值为7。

应用例

以下以实施例中较优配比的双效萃取剂为例说明本发明的效果。

1、建立测量工作曲线

取一系列浓度C_x为100～1000ng/mL的铀标准溶液各0.1mL，使用实施例1的双效萃取剂，采用专利ZL201110358170中的方法进行预处理，处理结束后，直接取5mL使用微量铀分析仪测量荧光强度F_x。根据F_x与C_x的关系绘制标准工作曲线，见图1。

从图1上看，F_x与C_x呈线性关系(F_x＝5.218C_x+387.0，R＝0.997)，这反映了预处理的稳定性。

使用其他实施例的双效萃取剂对铀标准溶液进行预处理，所测得荧光强度F_x与浓度C_x也呈线性关系，只是采用不同配方的双效萃取剂所得到的工作曲线略有差异，此处不再一一赘述。

2、稳定性实验

选择约300ng/mL、800ng/mL两个浓度的铀溶液，分别使用实施例1、2、3、4的双效萃取剂进行回收率稳定性实验，每个实验分别取6个平行样，根据相应的工作曲线，得到测量结果，分别见表1、2、3、4。

表1

表2

表3

表4

表1-4的实验结果表明，采用本发明提供的双效浸取剂处理铀样品铀的回收率稳定，说明研制的双效浸取剂综合性能良好，完全满足应用要求。

上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，所述双效萃取剂包含荧光络合剂、洗脱剂和溶剂，其中荧光络合剂的浓度为0.04-0.1mol/L，洗脱剂的浓度为0.2-0.4mol/L。

2.根据权利要求1所述的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，所述荧光络合剂为可溶于水的焦磷酸盐、硫酸盐或磷酸盐；所述洗脱剂为可溶于水的磷酸盐、盐酸盐或碳酸盐。

3.根据权利要求2所述的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，所述荧光络合剂为可溶于水的焦磷酸盐；所述洗脱剂为可溶于水的磷酸盐；所述双效萃取剂的pH值为7-8。

4.根据权利要求2或3所述的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，焦磷酸盐为Na₄P₂O₇和/或P₂O₇。

5.根据权利要求4所述的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，磷酸盐选自NaH₂PO₄、KH₂PO₄、NH₄H₂PO₄、Na₂HPO₄、K₂HPO₄、(NH₄)₂HPO₄、Na₃PO₄、K₃PO₄、(NH₄)₃PO₄中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的用于痕量铀样品预处理的双效浸取剂，其特征在于，在配制双效浸取剂时，采用硝酸调节pH值为7-8。