铜铁试剂中铀的催化极谱测定.docx

Sum 167 No.08Chemical Engineer2009 年第 8 期文章编号：1002-1124（2009）08-0043-04分析测试铜铁试剂中铀的催化极谱测定李悟庆，李霞（湖南省地质调查院，湖南 湘潭 411100）摘 要：文章结合工作实践，阐述了铜铁试剂乙酸 - 乙酸钠底液中铀的催化极谱法测定原理及方 法，提出用（NH4）2CO3 小体积沉淀分离干扰元素比 Na2CO3 效果更佳，论述了利用 TBP 萃淋树脂反相色层法分 离干扰元素,通过沉淀分离干扰元素的技术条件进行了试验，研究了试剂浓度、酸度、放置时间、温度等条件对 波高测定的影响因素。关键词：铀；铜铁试剂；反相色层；催化极谱测定中图分类号：O657.14文献标识码：ADetermination of uranium in cupferron by catalytic polarographyLI Wu-qing，LI Xia(Geological Survey of Hunan Province, Xiangtan 411100,China)Abstract: Determination principle and method of uranium in cupferron - acetic acid - sodium acetate base solution by catalytic polarography was introduced combined work. It was brought out that separating results was better to use (NH4)2CO3 small sample deposition than Na2CO3. The interference elements were separated by TBP SIR inversed phase chromatography. The effect of separated conditions such as concentration of regents, acidity, storage period and temperature to the wave height were studied.Key words: uranium; copper - i ron and reagents; reversed-phase chromatography; catalytic polarography铀(U)是原子能工业不可缺少的重要原料。铀的化学性质活泼,易与绝大多数非金属反应,能与多种 金属形成合金。其在含有铜铁试剂的乙酸盐缓冲液 中呈现尖锐的波形，此波形具有吸附波的性质，可 用于微量铀的测定，示波极谱法测定铀已有许多报 道 1- 3 ，其中测定矿石中铀最常用的分离方法是 TBP（磷酸三丁酯）反相色层法，此法需用大量有机试剂， 毒性大，工作时间长，劳动大，强度大。在工作中发现 经 TBP 分离后的溶液，若不将 TBP 充分破坏，结果 很不稳定。为此，催化极谱法则有着更好的选择性， 方法则更为灵敏和准确。中，用水稀释至刻度，摇匀。此标准为：0.1mgmL- 1铀；吸取上述标准溶液 10mL，加 HCl 10mL，用水稀 释至刻度，摇匀。此标准为：1.0gmL- 1 铀；硫脲为5%的水溶液；铜铁试剂溶液：0.05%水溶液，使用时 现配制；乙酸 - 乙酸钠溶液 (0.02molL- 1 乙酸 - 1.0molL- 1 乙酸钠，内含有 2%乙二胺四乙酸二钠)：在 含 20g 乙二胺四乙酸二钠的溶液中加入 1.8mL 乙 酸及 130g 乙酸钠溶解后，用水稀释至 1000mL，摇 匀。（用精密 PH5 试纸检查）；铁钙共沉淀剂：30g FeCl3 和 2g CaCO3 溶于 10mL HCl 中，用水稀释至100mL。1.2 测定方法将小烧杯中加入一定量的铀标准溶液，低温蒸 干；准确加入乙酸 - 乙酸钠缓冲液 10mL，0.05%铜 铁试剂 0.5mL，摇匀；在原电位 - 0.25V 处，用导数标 极谱波作图。1实验部分1.1仪器与试剂JP- 2 型示波极谱仪三电极系统。铀标准溶液：称取 U3O（8 也可将硝酸铀或醋酸 铀置于 850960灼烧 1h，取出冷却后，于干燥中 放置 30min）0.1179g，加 1015mL 王水溶解，用HCl 赶 去 HNO3，再 加 HCl 10mL，移 入 1000mL 容 量 瓶1.3样品测定（1）称 取 0.2000g（0.1000 0.5000g）样 品 于 小烧杯中，加入铁、钙混合液 2mL，10mL HCl 和 1mLH2O2，加热溶解并蒸发到湿盐状，加入 2g（NH4）2CO3（或 10%的 Na2CO3 20mL）后，用水稀释到 30mL，加收稿日期：2009-05-08作者简介：李悟庆（1971-），男，工程师，从事化学分析方面的研究工作。李悟庆等：铜铁试剂中铀的催化极谱测定2009 年第 8 期44表 2 pH 值、放置时间与波高的关系Time and place of the relationship between wave height5%的硫脲 2mL，加热煮沸 12min，冷却，移入50mL 容量瓶，用水稀释到刻度，摇匀。（2）分取 5mL 清液于 50mL 烧杯中，加入0.5mL HNO3 和 0.5mL HCl，低温蒸干，准确加入 8mL 乙酸- 乙酸钠缓冲液及 0.5mL 0.05%的铜铁试剂，稀释10mL，摇匀，在原点电位 - 0.25V 处，用导数极谱波 作图。（3）标准曲线：分别取铀标准液 0、0.5、1、3、5、10、15、20、25、30g 于小烧杯中，加入空白液 5mL，用0.5mL HNO3，0.5mL HCl 酸化，低温蒸干。Tab.2波高与分路 /hs- 1pH 值摇匀后1.0/0.0615.0/0.0617.0/0.1528.5/0.151h 后5h 后1d 后0.01.03.05.00.5/0.0615.0/0.0617.5/0.1528.5/0.151.0/0.0614.5/0.0617.0/0.1528.0/0.150.5/0.0615.0/0.0617.5/0.1528.0/0.15试验表明：在 pH=4.55.0 时，稳定性好，放置1d 后，波高基本不变。2.4温度和波高的关系取 1.0g 铀于小烧杯中，加入乙酸 - 乙酸钠缓 冲液 8mL，0.05%铜铁试剂 0.5mL，控制不同的温度， 在原点电位 - 0.25V 处，用导数极谱波作图，结果见 图 1。2结果与讨论2.1铜铁试剂浓度对铀波高的影响取 1.0g 铀标准溶液于 10mL 的比色管中，加 入乙酸 - 乙酸钠缓冲液 8mL, 分别加入 0.05%铜铁 试剂溶液 0.1、0.3、0.5、0.7、1.0mL，稀释至刻度，摇匀。 以下操作同实验方法。试验结果见表 1。表 1 铜铁试剂对铀波高影响Tab.1 Copper, iron and reagents for uranium-wave high-impact2520151052铜铁试剂的量 /mL波高与分路 /hs- 1001020温度 /30400.10.30.50.71.02/0.0412.5/0.0422.5/0.0431.5/0.0443.5/0.04图 1 温度和波高的关系Fig.1 Temperature and the relationship between wave height图 1 结果表明，随着温度升高，铀的波高增高， 但温度高于 25后，波高增高缓慢。2.5波高与铀浓度的关系分 别 取 0.05、1、3、5g 铀 标 准 溶 液 于 小 烧 杯 中，低温蒸干，按实验方法进行测定，结果见表 3。表 3 波高与铀浓度的关系Tab.3 Wave height and the relationship between the concentration of uranium注：铜铁试剂溶液 0.05%，U 浓度 1.0g/10mL表 1 结果表明，波高随铜铁试剂浓度的增大而 增大，无平台区，但浓度太大时，波形不稳定。2.2 酸度（pH 值）对波高的影响取 1.0g 铀标准溶液，加 0.05%铜铁试剂溶液0.5mL，调节不同 pH 值，稀释至 10mL，摇匀，以下操 作同实验方法，通过实验得知，不加缓冲液波高很 难控制。另取 1.0g 铀，加 0.05%铜铁试剂溶液 0.5mL，加 入不同 pH 值的醋酸 - 醋酸钠缓冲液 8mL，稀释至10mL，摇匀，以下操作按实验方法。结果见表 2。实验结果表明：pH 值在 4.55.0 时，波高最高 且一致，若不加缓冲液，波高较难控制，选择 pH=4.55.0，要严格控制一致。2.3 放置时间和波高的关系取 0.0、1.0、3.0、5.0g 铀标准溶液分别于小烧 杯中低温蒸干，以下操作同实验方法，结果见表 2。浓度 /g10mL- 1波高与分路hshx / 0.40.00.51.03.00.5/0.067.0/0.0614.5/0.0617.0/0.150.030.420.872.550.07/0.41.0/0.42.2/0.46.4/0.4 5.0 28.5/0.15 4.28 10.7/0.4表 3 表明，铀(U)在 030g/10mL 范围内，铀的浓度与波高有良好的线性关系。铀的回收与小体积沉淀时加水煮沸时2.6间的关系分别取 5.0g 铀标准溶液于一系列小烧杯中，波高2009 年第 8 期李悟庆等：铜铁试剂中铀的催化极谱测定45表 6 （NH4）2CO3、Na2CO3 小体积沉淀分离结果比较Tab.6 Ammonium carbonate, sodium carbonate separation small precipitation results加入 2g（NH4）2CO3，搅拌加水稀至 30mL，置电热板上加热煮沸时间分别为 1、2、3、5min、以至 CO2 气体 冒尽，冷却后，用水吹洗杯壁，加入 5mL HNO3 酸化， 低温蒸干，以下操作同实验方法，结果见表 4。表 4 水煮沸时间的结果Tab.4 The results of water boiling time序号加入试剂加入铀量 /g测得铀 /g回收率 /%123456（NH4）2CO35.005.005.005.005.005.004.914.875.014.854.734.9098.297.4100.297.094.698.0时间 /min01.03.05.0Na2CO3U/g10mL- 11.0/0.0614.5/0.0617.5/0.1528.5/0.15表 4 结果表明，铀的回收与小体积沉淀时加水煮沸时间很有关系，若不加热，氢氧化物对铀有很大吸附，回收率较低，若煮时间过长，部分 CO3 分解，不能保证碳酸铀酰阴离子的形成，回收率也较低。2-4干扰实验(表 7、8)表 7 共存元素干扰情况Tab.7 The coexistence of elements of the interference situation用（NH4）2CO3、Na2CO3 小体积沉淀3分离结果比较于 6 个小烧杯中分别加入 5.0g 铀标准溶液， 在每个烧杯中各加入 Fe2O3、Al2O3 、CaO 、MgO 各40g 于电热板上低温蒸至湿盐状。在 1、2、3 号烧 杯中各加入 2g （NH4）2CO3，4、5、6 号烧杯中各加 2g Na2CO3，搅拌，加入 30mL 水，置电热板上煮沸 1min， 取下冷却，用水吹洗杯壁，加入 5mL HNO3 低温蒸 干，按实验方法进行测定，结果见表 5。表 5 5.0g 铀小体积沉淀加水煮沸不同时间所得回收率Tab.5 5.0 g uranium precipitation of small volume of boiling water from time to time increase the recovery rate from加入铀量 /g测得铀量 /g共存元素 /gCaO100300500501002005.005.005.005.005.005.005.004.985.005.015.004.96MgO表 8 小体积分离后的情况Separation of the small size of the situation afterTab.8共存元素 /g加入铀量 /g测得铀量 /g510510Cr5.005.005.005.005.005.014.995.00煮沸时间波高与分路测得铀 /g回收率 /%Th不加热25.0/0.1524.0/0.1528.5/0.1527.5/0.1529.0/0.1528.0/0.1527.0/0.1526.5/0.1525.0/0.1524.5/0.152.0/0.061.0/0.064.344.174.964.785.044.864.694.604.344.260086.883.499.295.6100.897.293.892.086.885.200由表 7、8 实验表明，含 5.00g 铀的 10mL 溶液中，下列物质：CaO(500g)、MgO（200g）不干扰 测定。少量 Cr 及 Sc 有干扰，但小体积分离后，这些 元素均可被分离掉，不影响铀的测定。1min2min3min5结论5min通过以上实验，可得以下结论：（1）波高随铜铁试剂用量增加而增高，无平台 区，但用量过大，波形不稳定。取样 0.2g5/50 时， 可测到 0.15%。其 pH 值在 4.55.0 时，波高最高且 一致，若不加缓冲液，波高较难控制。（2）采用（NH4）2CO3 或 Na2CO3 均可使干扰元素 分离，通过实验，表明（NH4）2CO3 比 Na2CO3 效果好， 有两个优点：分取母液加 HNO3、HCl 破坏盐类时，残 存的盐类很少，不干扰测定；使铁、铝等氢氧化物对 铀的吸附较少，回收率更好。CO2 冒尽表 5 结果表明，用（NH）4 2CO3 小体积分离比Na2CO3更好：（1）分取母液，加 HNO3 破坏盐类时，残存盐类 很少，不干扰测定；（2）使铁、铝等氢氧物对铀的吸 附较少，回收率更佳。化 学 工 程 师Chemical EngineerSum 167 No.082009 年第 8 期文章编号：1002-1124（2009）08-0046-03综纳米银制备与应用*述倪靖滨 1，李红 2，谢云龙 2，何春 2，张巧焕 2，高德玉 1，周瑞敏 1（1.黑龙江省科学院 技术物理研究所，黑龙江 哈尔滨 150086；2.黑龙江大学 化学化工与材料学院，黑龙江 哈尔滨 150080)摘 要:本文介绍了纳米银材料研究现状；简述了纳米银的制备方法；展望了纳米银研究的发展方向，介 绍了其应用领域。关键词：辐射； 射线；电子束；纳米银中图分类号：O614.122文献标识码：APreparation and application of nanosilver*NI Jing-Bin1, LI Hong2, XIE Yun-long2，HE Chun2，ZHANG Qiao-huan2, GAO De-yu1，ZHOU Rui-min1(1.Technical Physics Institute of Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150086，China；2.School of Chemistry and Material, Heilongjiang University, Harbin 150080，China)Abstract: This paper introduced the present development status of metal nano -material, and reviewed the preparation methods of nanosilver. The future development direction on the study of nanosilver was discussed.Key words: radiation；-ray；electron beam；nanosilver纳米粒子是指粒子尺寸在 1100nm 之间的粒子，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏 观量子隧道效应等特有的性质和功能 1 。金属纳米 粒子是指组分相在形态上被缩小至纳米程度(5100 nm)的金属颗粒，这种新型纳米材料，其原子和电子 结构不同于化学成分相同的金属粒子。纳米材料是一种新兴的功能材料，具有很高的 比表面积和表面活性，例如，纳米银导电率比普通 银块至少高 20 倍，因此，广泛用作催化剂材料、防 静电材料、低温超导材料、电子浆料和生物传感器材料等 2 。纳米银还具有抗菌、除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业和化妆品行业 3