CN115791690A - 一种测定硝酸羟胺浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定硝酸羟胺浓度的方法，配制乏燃料后处理工艺中浓度范围内的验证集和校正集样品，采集验证集和校正集的近红外吸收光谱，建立定量校正模型并验证得到定量模型，对乏燃料后处理工艺流程溶液进行近红外光谱检测，不需要对溶液进行预处理，将采集对应波长的吸收光谱进行所述的定量模型处理即可同时得到硝酸羟胺的浓度；本发明的方法简单，提高了分析效率，且准确度高；为在线检测硝酸羟胺的浓度提供有效的数据支持。

Description

一种测定硝酸羟胺浓度的方法

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种测定硝酸羟胺浓度的方法。

背景技术

动力堆乏燃料后处理通常采用PUREX(Plutonium Uranium Redox Extraction)流程，其主要利用硝酸羟胺对铀、钚的高萃取性，钚的易氧化还原性质，实现铀、钚的萃取以及分离。在钚纯化循环过程中，硝酸羟胺-硝酸肼-硝酸溶液作为还原剂反萃剂，实现钚分离与纯化，其含量直接影响钚的还原反萃效率，并最终决定钚的收率。因此，该溶液中相关组分的浓度需要准确测量。

硝酸羟胺的检测方法一般为酸碱滴定、氧化还原滴定、重氮偶联显色分光光度法、高效液相色谱法、自动电位滴定等，这些检测方法操作步骤繁琐，人工操作要求较高，难于实现直接在线分析。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可在线快速准确检测乏燃料后处理工艺流程中硝酸羟胺浓度的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种测定硝酸羟胺浓度的方法，包含以下步骤：

(1)根据乏燃料后处理工艺中硝酸羟胺的浓度范围，配制浓度范围内的校正集及验证集样品；

(2)以空气作为参比，分别对所述校正集及验证集样品进行近红外光谱检测，采集样品的吸收光谱；

(3)根据采集的校正集样品吸收光谱建立定量校正模型，并将上述采集的验证集样品的吸收光谱对定量校正模型进行验证得到定量模型；

(4)对乏燃料后处理工艺流程溶液进行近红外光谱检测，将采集对应波长的吸收光谱通过所述定量模型处理，得到溶液中硝酸羟胺的浓度。

采用本发明的技术方案带来的有益效果是，一种测定硝酸羟胺浓度的方法，根据采集的校正集样品的近红外吸收光谱建立定量校正模型，采用验证集样品的近红外吸收光谱对所述定量校正模型校正得到定量模型，将乏燃料后处理工艺流程溶液进行近红外光谱检测，不需要对溶液进行预处理，将采集对应波长的吸收光谱输入上述定量模型处理即可得到乏燃料后处理工艺流程溶液硝酸羟胺的浓度；本发明的方法提高了分析效率，准确度高，不需要人工进行大量的定量操作；为在线检测硝酸羟胺的浓度提供有效的数据支持。

附图说明

图1是本发明实施例测定硝酸羟胺浓度的方法流程图；

图2是本发明实施例的四种不同浓度的硝酸羟胺溶液的近近红外光谱图；

图3是本发明实施例的方法测定硝酸羟胺浓度的定量模型。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

参照附图1，本发明实施例一提供了一种测定硝酸羟胺浓度的方法，包含以下步骤：

(1)根据乏燃料后处理工艺中硝酸羟胺的浓度范围，配制浓度范围内的校正集及验证集样品；

(2)以空气作为参比，分别对所述校正集及验证集样品进行近红外光谱检测，采集样品的吸收光谱；

(3)根据采集的校正集样品吸收光谱建立定量校正模型，并将上述采集的验证集样品的吸收光谱对所述定量校正模型进行验证得到定量模型；

(4)对乏燃料后处理工艺流程溶液进行光谱检测，将采集的对应波长的吸收光谱通过所述定量模型处理，得到溶液中硝酸羟胺的浓度。

优选地，所述步骤(1)中，配制31个不同浓度样品，其中校正集样品26个，硝酸羟胺浓度范围为0.1～0.99mol/L；验证集样品5个，浓度范围与校正集相同，具体浓度与校正集样品完全不同。

优选地，所述步骤(2)中，以空气为参比，设置仪器分辨率为4cm^-1，累计次数32次，采用1mm石英比色皿作为测量池，采集上述样品的吸收光谱。

参照附图2，在波长4250-4840cm^-1之间，光谱呈明显变化趋势，包含了含氢基团化学键伸缩振动的一级倍频和合频，表明可采用近红外光谱检测硝酸羟胺浓度。

优选地，所述步骤(3)中，根据上述校正集样品的吸收光谱结合偏最小二乘法(PLS)，建立硝酸羟胺浓度测定的定量校正模型。

建立所述定量校正模型的参数如表1所示。硝酸校正模型的交叉验证均方根误差(RMSECV)为0.0016，决定系数R²为99.89，检测范围为0.1～1mol/L。

表1定量校正模型参数

参照附图3，本发明实施例的定量模型对样品中的硝酸羟胺的预测结果与参考值之间具有很好的相关性。

优选地，所述步骤(4)中，采用上述建立的定量模型测定乏燃料后处理工艺流程溶液中的硝酸羟胺的浓度，结果如表2所示。

表2样品测量结果

从表2中可看出，采用本发明实施例的定量模型对硝酸羟胺的预测相对偏差均小于2.5％。模型预测的结果与实际值没有显著差异，表明本发明实施例的定量模型具有较高的准确度，可用于实际工艺中硝酸羟胺含量的定量检测。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种测定硝酸羟胺浓度的方法，其特征是：包含以下步骤：

(1)根据乏燃料后处理工艺中硝酸羟胺的浓度范围，配制浓度范围内的校正集及验证集样品；

(2)以空气作为参比，分别对所述校正集及验证集样品进行近红外光谱检测，采集样品的吸收光谱；

(3)根据采集的校正集样品吸收光谱建立定量校正模型，并将上述采集的验证集样品的吸收光谱对定量校正模型进行验证得到定量模型；

(4)对乏燃料后处理工艺流程溶液进行光谱检测，将采集的对应波长的吸收光谱进行所述定量模型处理，得到溶液中硝酸羟胺的浓度。

2.根据权利要求1所述的一种测定硝酸羟胺浓度的方法，其特征是：所述步骤(1)中，所述校正集及验证集样品浓度不同。

3.根据权利要求1所述的一种测定硝酸羟胺浓度的方法，其特征是：所述步骤(2)中，以空气为参比，设置仪器分辨率为4cm^-1，采用1mm石英比色皿作为测量池，采集校正集、验证集样品的吸收光谱。

4.根据权利要求1所述的一种测定硝酸羟胺浓度的方法，其特征是：所述步骤(3)中，根据上述校正集样品的吸收光谱结合偏最小二乘法，建立硝酸羟胺浓度测定的定量校正模型。

Images