[發(fā)明專利]一種測(cè)定溶液和水環(huán)境中錸或锝的高靈敏度分光光度法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711143815.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107907493A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡暉;孫龍利;張?chǎng)?/a>;張昌杰;陳曉暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)定溶液和水環(huán)境中錸或锝的高靈敏度分光光度法。

背景技術(shù)

錸（Re）是一種稀散金屬，在地殼中的含量低于1.0 ppb，具有熔點(diǎn)高、密度大、耐腐蝕、耐磨損和硬度大等諸多優(yōu)越性能，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和石油化工行業(yè)，也應(yīng)用于電子工業(yè)和核輻射醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。錸主要以類質(zhì)同象的形態(tài)存在于輝鉬礦和斑巖銅礦中，也存在于鉛鋅礦、黃鐵礦、鈮鐵礦、砷鉑礦、鈾礦、鉑礦以及油頁(yè)巖礦床中。錸主要從輝鉬礦和斑巖銅礦中提煉，或從含錸超合金廢料和廢鉑錸重整催化劑等二次資源中回收。無(wú)論是從金屬礦中火法或濕法冶煉，還是從二次資源中火法或濕法回收，錸均主要以高錸酸根離子(ReO₄^-)形式進(jìn)入水溶液，該溶液一般具有共存離子復(fù)雜，錸含量低的特點(diǎn)。開(kāi)發(fā)溶液中低濃度錸的簡(jiǎn)便并且高靈敏度的分析檢測(cè)方法對(duì)錸的分離提取過(guò)程至關(guān)重要。

锝（Tc）是一種放射性元素，其放射性同位素⁹⁹Tc是一種長(zhǎng)半衰期（213000年）的純?chǔ)路派潴w，具有很強(qiáng)的生物毒性，是核燃料廢物的主要組成，由²³⁵U（裂變產(chǎn)率高達(dá)6.03%）和²³⁹Pu裂變產(chǎn)生，同時(shí)也是核工廠地表及地下水的常見(jiàn)污染物；此外，醫(yī)用放射性同位素^99mTc（半衰期僅6.02 h）通過(guò)γ衰變也會(huì)產(chǎn)生⁹⁹Tc。據(jù)估計(jì)，從1943年至2010年，核反應(yīng)堆和核武器試驗(yàn)產(chǎn)生了高達(dá)305噸⁹⁹Tc。高锝酸根陰離子（TcO₄^-）是锝在地理水環(huán)境中最穩(wěn)定的化學(xué)形態(tài)，其地球化學(xué)活性大，不易被地殼、土壤阻滯，可在生態(tài)系統(tǒng)，尤其在陸地及海洋中遷移。因⁹⁹Tc的化學(xué)活性高，生物轉(zhuǎn)移活性大，使其在放射性廢物永久處理和處置的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中占有重要地位，已引起了環(huán)境、地質(zhì)和化學(xué)工作者的重視。隨著核電事業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)動(dòng)力堆乏燃料后處理及核工廠附近水環(huán)境中锝含量的監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。由于锝半衰期長(zhǎng)和易于進(jìn)入食物鏈循環(huán)，因此開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)核廢料儲(chǔ)存和處理工藝過(guò)程中的溶液以及水環(huán)境中锝的高靈敏度簡(jiǎn)便分析方法顯得極其重要。

在現(xiàn)有技術(shù)中，由于錸或锝這種高原子序數(shù)金屬元素難于激發(fā)，且難于還原成低價(jià)，因此用原子吸收光譜法及電化學(xué)法測(cè)定不宜進(jìn)行；X-射線熒光光譜、中子活化分析、ICP-AMS、ICP-OES和ICP-MS等方法測(cè)定錸，儀器設(shè)備價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜及運(yùn)行成本高，從而限制了其應(yīng)用。分光光度法是應(yīng)用最多的測(cè)定錸與锝的方法，主要有硫脲分光光度法、丁二酮肟分光光度法和硫氰酸鹽分光光度法。硫脲分光光度法和丁二酮肟分光光度法適用于測(cè)定高濃度錸或锝，方法靈敏度低且抗SO₄^2-干擾能力弱。現(xiàn)有硫氰酸鹽分光光度法測(cè)定錸或锝，具有較好的選擇性和檢測(cè)限，但操作繁雜、試劑用量大且方法靈敏度較低。

綜上所述，由于溶液和水環(huán)境中錸或锝含量低、共存離子復(fù)雜，現(xiàn)有分析方法測(cè)定錸或锝存在操作復(fù)雜、測(cè)試成本高、方法靈敏度低等缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)測(cè)試簡(jiǎn)便、成本低廉、靈敏度高、選擇性好的分析方法，是實(shí)現(xiàn)溶液和水環(huán)境中錸或锝現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種測(cè)定溶液和水環(huán)境中錸或锝的高靈敏度分光光度法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：向含錸或含锝溶液中，加入鹽酸、顯色劑和還原劑，搖勻、靜置；加入萃取劑，萃取分離；將溶液上層有機(jī)相轉(zhuǎn)入容量瓶中，用萃取劑定容，搖勻，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定溶液中錸或锝含量。

所述的鹽酸，濃度為1~10 mol/L，用量為2-10 mL。

所述的顯色劑為硫氰酸銨溶液或硫氰酸鉀溶液，濃度為10~30 wt%，用量為0.2-1 mL。

所述的還原劑為氯化亞錫溶液，濃度為10~45 wt%，用量為0.1-1 mL。

所述的氯化亞錫溶液，在配制過(guò)程中，以1~10 mL濃鹽酸為溶劑溶解固體氯化亞錫，再高溫加熱30~80 s，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)入容量瓶中，用去離子水定容，搖勻。

所述的靜置是處于室溫下，靜置時(shí)間為20~60 min。

所述的萃取劑為丙酮、乙酸丁酯、氯仿、乙酸乙酯、異戊醇、乙酸異戊酯、異丙醚、4-甲基-2-戊酮有機(jī)溶劑中一種或幾種。

所述的紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的測(cè)試波長(zhǎng)為300 nm或427 nm。

本發(fā)明的有益效果和突出優(yōu)勢(shì)在于：