CN109959628A - 一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于极‑光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，执行过程如下：采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度；计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数；以及获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱，其中将铜离子的标准溶液作为除数因子；基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度。上述方法实现了不经分离可以同步检测出杂质离子的浓度。
Description
技术领域
本发明属于光谱定量检测领域，具体涉及一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法。
背景技术
在锌湿法冶金的净化过程中，冶金液含有大量锌离子和各种痕量杂质离子，锌离子与痕量离子浓度比高达105，冶金液呈现高浓度比和痕量多金属离子共存的特点。杂质离子的存在影响了生产效率和产品质量。在实际生产中，冶金液杂质离子的浓度主要是依赖人工离线分析，检测滞后，调整盲目，导致生产指标波动大。因此，研究锌溶液中杂质离子的快速检测具有重要意义。
目前，已经提出了多种方法用于同时测定金属离子，如原子吸收光谱(AAS)，极谱法，高效液相色谱(HPLC)，紫外可见(UV-vis)光谱，原子荧光光谱(AFS)。但是，这些方法主要用于分析浓度相近的多组分离子。对于高浓度锌溶液，锌与杂质离子的浓度比高达105，杂质离子信号被高锌信号严重掩蔽，导致杂质离子的灵敏度较低，且杂质离子之间存在严重的重叠和干扰。到目前为止，还没有一种检测方法能够不经分离就可以快速同步测定高锌溶液中的杂质离子。因此亟待寻找一种高锌溶液中杂质离子快速同时检测的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，不经分离可以同步测定高锌溶液中的杂质离子浓度，方法简单，以实现自动化。
本发明提供了一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，所述待测锌溶液中杂质离子包括铜、镉、钴、镍，执行过程如下：
采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度；
计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数；以及获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱；
其中，将铜离子的标准溶液作为除数因子采用比值光谱导数法分别对杂质离子的混合吸收光谱、钴离子的吸光度系数、镍离子的吸光度系数进行处理；所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱与钴离子、镍离子浓度及钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱有关，且与铜离子、镉离子无关；
基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度；
其中，利用钴离子的比值导数光谱的过零点计算出镍离子浓度，利用镍离子的比值导数光谱的过零点计算出钴离子浓度。
本发明融合极谱法和光谱法实现了锌溶液中杂质离子浓度的同步检测，不需要对溶液进行分离即可检测出铜、镉、钴、镍离子浓度。其中，使用极谱法检测铜，镉离子，使用光谱法检测钴，镍离子，首次将两个不同体系的方法进行结合，从而极大地降低了离子间的相互干扰，有效提高了锌溶液杂质离子检测的精度和准确性，方法简单，易实现自动化。尤其是本发明采用比值光谱导数法解决铜，钴离子光谱重叠严重的问题，使用光谱法得到准确的钴、镍离子浓度。
进一步优选，任意波长下所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱如下所示：
式中，表示所述待测锌溶液中杂质离子的混合吸光度，表示在波长点ki处的杂质离子混合吸光度的比值导数光谱，分别表示在波长点ki处的钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱，CN、CW分别表示所述待测锌溶液中钴离子、镍离子的离子浓度；
CM0表示铜离子标准溶液的浓度，分别表示铜离子、钴离子、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，k表示波长，M、N、W分别表示铜离子、钴离子、镍离子。
进一步优选，所述待测锌溶液中铜、镉离子的浓度是基于待测锌溶液极谱中的铜、镉离子特征峰高构建的特征峰高矢量、敏感度系数矩阵并采用如下公式计算；
其中，
x°为待测锌溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM、CP分别表示待测锌溶液中铜离子、镉离子的浓度，表示待测锌溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，每个峰电位铜镉离子的混合特征峰高等于同一峰电位铜离子、镉离子的特征峰高之和，分别表示第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；B表示敏感度系数矩阵，Bt表示敏感度系数矩阵B的转置矩阵，βM,J、βP,J分别表示铜离子、镉离子对应在第J个峰电位处敏感度系数，βM,1、βP,1分别表示铜离子、镉离子对应在第1个峰电位处敏感度系数，βM,2、βP,2分别表示铜离子、镉离子对应在第2个峰电位处敏感度系数；
所述敏感度系数矩阵B是利用不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱中铜、镉离子特征峰高计算出的。
进一步优选，所述敏感度系数矩阵B的获取过程如下：
A1：采集不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱，并获取每组铜、镉混合标准溶液极谱中铜、镉离子特征峰高；
A2：基于每组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子浓度以及铜、镉离子特征峰高求解如下公式计算出敏感度系数矩阵B：
h°＝Bx°1+e°
其中，
式中，h°表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，h01、h02、h0J分别表示在一组铜、镉混合标准溶液中第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，h0J＝h°M,J+h°P,J，h°M,J、h°P,J分别表示一组铜、镉混合标准溶液中第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；x°1表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM1、CP1分别表示一组铜、镉混合标准溶液中铜离子、镉离子的浓度；e°表示测定误差矩阵，e01、e02、e0J分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位测定时的测定误差。
进一步优选，计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数的过程如下：
B1：采集与待测锌溶液相同离子成分，不同离子浓度的若干组锌溶液中杂质离子的混合吸收光谱；
其中，同一个离子在同一个波长点下的吸光度系数与离子浓度无关；
B2：根据朗伯比尔定律采用线性回归法计算铜、钴、镍离子在每个波长点对应的吸光度系数；
其中，在波长点ki处锌溶液中杂质离子的混合吸光度与铜、钴、镍离子的浓度、吸光度系数的关系如下：
式中，表示在波长点ki处一组锌溶液中杂质离子的混合吸光度，分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，CM、CN、CW分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子的离子浓度，k表示波长。
由于在光谱下，镉离子不显色，光谱没办法检测镉离子浓度，因此杂质离子的混合吸光度与镉离子无关。此外，本发明所使用的是杂质离子的混合吸光度，其是以锌离子为参比，对锌溶液的吸收光谱进行了锌离子差分处理，且锌离子的浓度以及吸光度系数是常规方法可以获取的。
进一步优选，使用紫外可见光谱法测量溶液吸收光谱，且紫外可见光谱法是利用T9紫外分光光度计实现。
有益效果
1、本发明提出了一种可以不经分离就可以同步检测高锌溶液中杂质离子浓度方法，首次将两个不同体系的极谱法和光谱法进行融合实现了铜、镉、钴、镍离子浓度的同步检测，克服了单一的极谱法或者光谱法的局限性，其中，使用极谱法检测铜、镉离子特征峰明显且精度高，但是难以检测钴离子，而使用光谱法不能检测镉离子，且铜，钴离子光谱重叠严重，难以同时检测铜，钴离子，但是检测镍离子效果较好，本发明将两者结合充分发挥了极谱与光谱检测方法优势。
2、本发明利用比值光谱导数法选择铜离子的标准溶液作为除数因子，有效地解决了铜，钴离子光谱重叠严重的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法流程示意图；
图2为铜，钴，镍离子的吸收光谱曲线；
图3为使用比值光谱导数法消除铜离子的光谱曲线；
图4为钴的预测值和实际值的对比曲线；
图5为镍的预测值和实际值的对比曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本实施例提供的一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，包括如下步骤：
S1：采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度。其中，铜、镉混合标准溶液是仅包含铜、镉离子的。其过程具体为：
A1：采集不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱，并获取每组铜、镉混合标准溶液极谱中铜、镉离子特征峰高。
其中，一组铜、镉混合标准溶液中包含铜、镉两种离子，其离子浓度分别表示CM1、CP1。M表示铜离子，P表示镉离子。每组铜、镉混合标准溶液极谱中铜、镉离子特征峰高表示为：h°M,j、h°P,j，j表示第j个峰电位，因此将一组铜、镉混合标准溶液中各个峰电位的特征峰高进行组合构建一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量h°，h01、h02、h0J分别表示在一组铜、镉混合标准溶液中第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，h0J＝h°M,J+h°P,J，h°M,J、h°P,J分别表示一组铜、镉混合标准溶液中第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高，即任意一个峰电位上铜镉离子的混合特征峰高等于同一峰电位上铜、镉离子的特征峰高之和。
A2：基于每组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子浓度以及铜、镉离子特征峰高求解如下公式计算出敏感度系数矩阵B。
h°＝Bx°1+e° (1)
其中，
上述公式(1)也可以表示为：
式中，x°1表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵；B表示敏感度系数矩阵，Bt表示敏感度系数矩阵B的转置矩阵，βM,J、βP,J分别表示铜离子、镉离子对应在第J个峰电位处敏感度系数；e°表示测定误差矩阵，e01、e02、e0J分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位测定时的测定误差。
利用上述公式以及多组铜、镉混合标准溶液的数据采用最小二乘多元线性校正法来获得敏感度系数矩阵B。其中，铜、镉混合标准溶液的组数至少要保证可以计算出敏感度系数矩阵B。
A3：采集待测锌溶液的极谱，并获取极谱中铜、镉离子特征峰高，再构建待测锌溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量
其中， 表示待测锌溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，每个峰电位铜镉离子的混合特征峰高等于同一峰电位铜离子、镉离子的特征峰高之和，分别表示第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高。
A4：利用如下公式计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度。
其中，x°为待测锌溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM、CP分别表示待测锌溶液中铜离子、镉离子的浓度。
需要说明的是，本实施例中是按照A1-A4的顺序执行步骤，其他可行的实施例中，对步骤A3只要限于步骤A4即可，譬如步骤A3中采集待测锌溶液的极谱可以与铜、镉标准溶液的极谱同步进行或者先后进行。
S2：对锌溶液中杂质离子使用紫外可见光谱法测量获取杂质离子的混合吸收光谱，并计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数。其过程具体如下：
B1：采集与待测锌溶液相同离子成分，不同离子浓度的若干组锌溶液中杂质离子的混合吸收光谱。其中，本发明对锌溶液的吸收光谱以锌离子为参比进行差分处理得到杂质离子的混合吸收光谱，由于镉离子在光谱下不显色，光谱没办法检测镉离子浓度，因此杂质离子的混合吸光度与镉离子无关，根据朗伯比尔定律可知，在任意波长点处锌溶液中杂质离子的混合吸光度与铜、钴、镍离子的浓度、吸光度系数的关系如下：
式中，表示在波长点ki处一组锌溶液中杂质离子的混合吸光度，分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，CM、CN、CW分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子的离子浓度，k表示波长。
B2：根据朗伯比尔定律采用线性回归法计算铜、钴、镍离子在每个波长点对应的吸光度系数。
由于同一个离子在同一个波长点下的吸光度系数与离子浓度无关，因此基于多组锌溶液的数据采用多元线性回归方法可以计算出铜、钴、镍离子在每个波长点对应的吸光度系数。其中波长点是根据研究所选定的波长区间来定，譬如研究区间是全波段。此外，锌溶液是根据计算吸光度系数的需求来定，至少应该满足可以计算出三个离子在各个波长点的吸光度系数。
S3：使用比值光谱导数法，获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱。
其中，将铜离子的标准溶液作为除数因子采用比值光谱导数法分别对杂质离子的混合吸收光谱、钴离子的吸光度系数、镍离子的吸光度系数进行处理得到杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱。铜的标准溶液作为除数(假设浓度为CM0)，铜的标准溶液仅包含铜离子，其原理如下：
将公式(4)除以铜离子的标准溶液并对波长求导，得到如下公式：
其中，εM,kiCM/εM,kiCM0为常数，因此公式(5)可以简化为：
由公式(7)可知，杂质离子混合吸光度的比值导数光谱与钴离子、镍离子浓度及钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱有关，且与铜离子、镉离子无关，因此，利用比值导数法可以解决铜，钴离子光谱重叠严重的问题。
基于公式(6)本发明采用连续小波变换近似求导计算待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱。譬如，对锌溶液中杂质离子的混合吸光度进行连续小波变换近似求导得到就是光谱的近似导数信号。其中，杂质离子混合吸光度的比值导数光谱可以理解为光谱曲线，钴离子的比值导数光谱可以理解为光谱曲线，镍离子的比值导数光谱可以理解为光谱曲线。
本发明所使用的连续小波变换是常规现有的，其是一种在时域和频域都具有良好定位特性的分析方法，广泛应用于模式识别，计算机视觉，图像处理等领域。如果表示基函数，则小波定义为：
其中，b表示平移参数，a是尺度参数，可以改变窗口的大小。当a减小时，小波的频率向高频方向移动，且频域的宽度变窄，从而使信号在时域中的分辨率更高；当a增加时，则变化过程相反。如果f(t)表示分析信号，连续小波变换被定义为f(t)和的内积Wf(a,b)：
由于连续小波变换近似求导是常规手段，因此本发明对其实现过程不进行的描述。
S4：基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度。
从公式(6)可知，可利用钴离子的比值导数光谱的过零点构建镍的校正曲线计算出镍离子浓度，即在钴比值导数光谱的过零点，杂质离子混合吸光度的比值导数光谱只与镍的浓度成正比关系，可以建立镍的校正曲线。利用镍离子的比值导数光谱的过零点构建故的校正曲线计算出钴离子浓度，即在镍比值导数光谱的过零点，杂质离子混合吸光度的比值导数光谱只与钴的浓度成正比关系，可以建立钴的校正曲线。
综上所述，本发明利用上述方法实现了不经分离可以检测出锌溶液中杂质离子的浓度。应当理解，本实施例是按照S1-S4的顺序依次执行，其他可行的实施例中，步骤S1的执行顺序并无要求。本发明提供了实验设计过程，如下所示：
1.极谱法实验设计并获取数据
在10mL比色管中加入适量锌电解液(或待测金属离子+1mL硫酸锌溶液)，加入0.15mL丁二酮肟乙醇溶液，晃动，使混合均匀，然后加入3mL柠檬酸钠溶液(1mol/L)、4mL硼酸钠(0.2mol/L)和1mL氢氧化钠溶液(2mol/L)，定容，静置5min，把溶液倒入电解杯中，在-250～-1400mV范围进行阴极二阶导数极谱波扫描，于-366mV左右获得铜的峰电流，读取数据后在原待测溶液中加入0.5mL硫酸，在-400～-800mV进行阴极二阶导数极谱波扫描，于-600mV左右读取镉的峰电流，该过程可通过极谱仪中连续测定功能快速实现。实验过程中仪器参数保持不变：扫描速率为500mV/s，滴汞周期为9.0s，静止时间为6s，所有的实验过程在20±2℃完成。
2.设计光谱法实验并获取数据
根据检测要求和高锌溶液的特点，选择EDTA(0.5mol/L)作为掩蔽剂；为显著增加痕量离子Cu2+，Co2+，Ni2+的吸光度，选择对Cu2+，Co2+，Ni2+都显色的亚硝基R盐(0.4％)作为显色剂；由于pH值也是影响痕量离子吸光度的重要因素，因此选择乙酸-乙酸钠作为缓冲液调节pH值。锌的浓度范围为20-150g/L，Cu，Co，Ni杂质离子的检测浓度范围为0.02-0.30mg/L，使用均匀设计法制备40组校正集混合溶液和10组验证集溶液。
以下为实施例测试条件：
仪器：北京普析T9紫外可见分光光度计
测试范围：全波段，350nm～800nm
将含有各种比例的锌，铜，钴，镍混合标准溶液，0.5mol/L EDTA溶液(1-10ml)，7.5ml缓冲溶液和5.00ml显色试剂置于25ml校准烧瓶中，用去离子水完成定容(最终pH＝5.5)，摇匀静置5min，于T9紫外分光光度计上进行测量。根据公式(4)，建立吸光度曲线。
测量的一组铜，钴，镍离子的吸收光谱曲线如图2所示(横坐标表示波长范围/nm，纵坐标表示吸光度/Abs)。根据不同波长下40组混合溶液的吸光度和浓度的对应关系，通过线性回归方法建立铜，钴，镍的吸光系数矩阵。
3.使用比值导数光谱消除铜对钴，镍离子的影响
量取7.5ml缓冲液(乙酸-乙酸钠)、添加浓度为20mg/L Zn，0.3mg/L Cu，0.5mg/LCo和0.4mg/L Ni的混合溶液，加入0.5mol/L EDTA溶液6ml，0.4％的R盐(5ml)于25ml的试管中，用蒸馏水定容至25ml，静置5min，于T9紫外分光光度计上进行测量。
为了消除铜对钴，镍离子的影响，我们提出了一种比值光谱导数的方法，由公式(5)-(6)可知，混合溶液吸光度的比值光谱导数只与钴，镍离子浓度有关，完成消除了金属铜对其它离子的干扰。从而使检测的钴，镍能够不被铜离子干扰，提高钴，镍痕量离子的灵敏度。测量结果如图3所示，使用0.1mg/L铜的标准溶液作为除数，能完全消除铜离子的影响。
4.使用过零点技术，分别建立钴，镍离子的校正曲线
使用均匀设计法配置40组铜，钴，镍混合溶液作为校正集，10组混合溶液作为验证集，Cu，Co，Ni痕量离子的检测浓度范围为0.02-0.3mg/L，将含有各种比例的铜，钴，镍混合标准溶液，0.5mol/L EDTA溶液(1-10ml)，7.5ml缓冲溶液和5.00ml显色试剂置于25ml校准烧瓶中，用去离子水完成定容(最终pH＝5.5)，摇匀静置5min，于T9紫外分光光度计上进行测量。
在Eq.(6)，锌溶液杂质离子的导数光谱完全取决于钴，镍离子浓度，但与铜浓度无关。因此，所获得的比值导数光谱可以完全消除铜的吸光度贡献，在钴比值导数光谱的过零点，混合溶液的光谱只与镍的浓度成正比关系，可以建立镍的校准曲线；同理，可以在镍比值导数光谱的过零点，建立钴的校准曲线，实现钴，镍离子的同时检测。图4和图5分别显示了杂质离子Co和Ni的预测浓度值和实际浓度值。可以看出，预测值几乎与实际值一致，平均相对偏差均在5％以内，满足实际的检测需求。
本发明使用示波极谱法检测铜，镉离子，结合紫外光谱法检测钴，镍离子，从而实现铜，镉，钴，镍四种金属离子的同时检测。
需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，所述待测锌溶液中杂质离子包括铜、镉、钴、镍，其特征在于：执行过程如下：
采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度；
计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数；以及获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱；
其中，将铜离子的标准溶液作为除数因子采用比值光谱导数法分别对杂质离子的混合吸收光谱、钴离子的吸光度系数、镍离子的吸光度系数进行处理；所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱与钴离子、镍离子浓度及钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱有关，且与铜离子、镉离子无关；
基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度；
其中，利用钴离子的比值导数光谱的过零点计算出镍离子浓度，利用镍离子的比值导数光谱的过零点计算出钴离子浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：任意波长下所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱如下所示：
式中，Aki表示所述待测锌溶液中杂质离子的混合吸光度，表示在波长点ki处的杂质离子混合吸光度的比值导数光谱，分别表示在波长点ki处的钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱，CN、CW分别表示所述待测锌溶液中钴离子、镍离子的离子浓度；
CM0表示铜离子标准溶液的浓度，分别表示铜离子、钴离子、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，k表示波长，M、N、W分别表示铜离子、钴离子、镍离子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述待测锌溶液中铜、镉离子的浓度是基于待测锌溶液极谱中的铜、镉离子特征峰高构建的特征峰高矢量、敏感度系数矩阵并采用如下公式计算出；
其中，
x°为待测锌溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM、CP分别表示待测锌溶液中铜离子、镉离子的浓度，表示待测锌溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，每个峰电位铜镉离子的混合特征峰高等于同一峰电位铜离子、镉离子的特征峰高之和， 分别表示第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；B表示敏感度系数矩阵，Bt表示敏感度系数矩阵B的转置矩阵，βM,J、βP,J分别表示铜离子、镉离子对应在第J个峰电位处敏感度系数；
所述敏感度系数矩阵B是利用不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱中铜、镉离子特征峰高计算出的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述敏感度系数矩阵B的获取过程如下：
A1：采集不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱，并获取每组铜、镉混合标准溶液极谱中铜、镉离子特征峰高；
A2：基于每组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子浓度以及铜、镉离子特征峰高求解如下公式计算出敏感度系数矩阵B：
h°＝Bx°1+e°
其中，
式中，h°表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，h01、h02、h0J分别表示在一组铜、镉混合标准溶液中第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，h0J＝h°M,J+h°P,J，h°M,J、h°P,J分别表示一组铜、镉混合标准溶液中第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；x°1表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM1、CP1分别表示一组铜、镉混合标准溶液中铜离子、镉离子的浓度；e°表示测定误差矩阵，e01、e02、e0J分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位测定时的测定误差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数的过程如下：
B1：采集与待测锌溶液相同离子成分，不同离子浓度的若干组锌溶液中杂质离子的混合吸收光谱；
其中，同一个离子在同一个波长点下的吸光度系数与离子浓度无关；
B2：根据朗伯比尔定律采用线性回归法计算铜、钴、镍离子在每个波长点对应的吸光度系数；
其中，在波长点ki处锌溶液中杂质离子的混合吸光度与铜、钴、镍离子的浓度、吸光度系数的关系如下：
式中，表示在波长点ki处一组锌溶液中杂质离子的混合吸光度，分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，CM、CN、CW分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子的离子浓度，k表示波长。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用紫外可见光谱法测量溶液吸收光谱，且紫外可见光谱法是利用T9紫外分光光度计实现。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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