一種分離與分析鈮、鉭、鋯、鉿的方法
2023-04-24 21:44:36 6
專利名稱：一種分離與分析鈮、鉭、鋯、鉿的方法
技術領域：
本發明涉及一種分離或分析地質樣品或環境樣品中鈮、鉭、鋯、鉿四種元素的化學方法，特別是能夠同時分離或分析這四種元素痕量的方法。
本發明的技術方案是用離子質譜(ICP-MS)進行分析，採用HFSE特性樹脂分析柱，分離時用淋洗劑A洗出雜質元素鋁、鐵、鈣、鎂、鋇、錳、鉀、鈉，再用淋洗劑B洗出鈦，用淋洗劑C洗出鈮、鉭、鋯、鉿，蒸發去除有機物，與含有內標1M HNO3溶液混合，得到樣品溶液，用含有內標鈮、鉭、鋯、鉿的混合標準溶液校正離子質譜(ICP-MS)儀器進行分析，分析柱的HFSE特性樹脂是苯甲醯苯基羥胺(BPHA)吸附在聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂上的樹脂；淋洗劑A2～4M HCl，用量100ml/1g待處理樣品；淋洗劑B2M H2SO4-0.5～1％(v/v)H2O2，用量100ml/1mg鈦；淋洗劑C5～7M HF，用量2ml/cm柱高；本發明的HFSE特性樹脂是用BPHA的CHCl3溶液5％～30％(wt)與聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂混合，BPHA聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂＝30％～50％(wt)；在溫度25±1℃下攪拌3～4小時製得。聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂，孔體積大於1mg/g，骨架密度為1.1～1.5g/ml，平均比表面積大於400m2/g，粒徑50～100μm。
本發明一種分離與分析鈮、鉭、鋯、鉿的方法，由於提出了用自製的HFSE特性樹脂作分析柱以及合理使用淋洗劑A、淋洗劑B和淋洗劑C，因此，能夠用離子質譜ICP-MS同時從地質樣品或環境樣品中痕量或超痕量的鈮、鉭、鋯、鉿四種元素分離出來。在HFSE特性樹脂的製備過程中，要控制溫度條件、BPHA溶液濃度以及BPHA與聚甲基丙烯酸酯型大孔吸附樹脂的質量比範圍，以達到同時分離或分析ppb級痕量鈮、鉭、鋯、鉿四種元素的好效果。本發明的方法只使用一段分析柱，分離流程簡短，操作方便。
具體實施方式
本發明提出的方法其操作步驟如下1、HFSE特性樹脂的製備將5％～30％(w/w)苯甲醯苯基羥胺(BPHA)的CHCl3溶液與Amberchrom CG-71型樹脂混合(以3～5ml溶液加1g樹脂的比例)，溫度控制在25±1℃，攪拌反應3～4小時後，將樹脂裝在磨口棕色玻璃瓶密封備用。Amberchrom CG-71為市售的聚甲基丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，其孔體積1.17ml/g，骨架密度1.28g/ml，平均比表面積500m2/g，平均孔徑250A，粒徑50～100μm。凡是聚甲基丙烯酸酯類樹脂具有孔體積大於1ml/g，骨架密度為1.1～1.5g/ml，平均比表面積大於400m2/g，粒徑50～100μm均適用。BPHA與Amberchrom樹脂的比例需控制在30％～50％(wt)範圍內。經改性後的樹脂稱為HFSE特性樹脂。
2、裝柱和預平衡柱材料用聚丙烯，採用溼漿法裝柱，HFSE特性樹脂用量為8g/1g待處理樣品，柱徑為6～8mm，柱高不低於45mm。使用前用5～10ml 4M HCl平衡。
3、樣品製備準確稱取一定量的樣品(通常用0.1g，以下按0.1g計)，置於聚四氟乙烯(帶蓋)杯中，加入1ml 5M HNO3，1ml 29M HF，0.5ml HClO4(11.8M)，蓋緊並置於電爐上加熱4小時，打開蓋子，加熱蒸發至冒白煙至近幹，加入0.5ml 11.8M HClO4，並轉移至25ml石英燒杯中，在電爐上加熱，並在燒杯上方約15cm處置一紅外燈，蒸發至冒白煙至近幹，加入2ml 4MHCl，加熱蒸發至白煙冒盡，加2ml 4M HCl溶解，此時，樣品應清亮透徹，觀察不到有KClO4結晶，若觀察到有KClO4結晶，則重複上述步驟。
4、分離樣品上柱，取淋洗劑A(2～4M HCl)2ml衝洗燒杯，再上柱多次淋洗(例如淋洗5次，用10ml 4M HCl)，洗掉雜質，流速0.2ml/min，然後採用淋洗劑B(2M H2SO4-0.5％～1％H2O2)，淋洗洗脫鈦(淋洗體積取決於樣品中鈦的含量)，用2～5毫升4M HCl排除柱上的H2SO4溶液，最後用淋洗劑C(5～7M HF)10ml淋洗洗脫柱上的鈮、鉭、鋯、鉿，並承接於聚四氟乙烯杯中。
5、蒸發將上述HF樣品溶液煮沸蒸發至一滴(發現有機物，再加少許濃HNO3和H2O2(30％)，除去有機物)，準確加入一定體積含有內標的1M HNO3混合均勻。
7、ICP-MS分析用含有內標的鈮、鉭、鋯、鉿的混合標準溶液校正儀器，分析上述樣品溶液。
實施例2HFSE特性樹脂的製備將10％(w/w)苯甲醯苯基羥胺(BPHA)的CHCl3溶液與AmberchromCG-71型樹脂混合(以5ml溶液加1g樹脂的比例)，溫度控制在25±1℃，攪拌反應3.5小時後，得到HFSE特性樹脂裝在磨口棕色玻璃瓶密封備用。該HFSE特性樹脂的BPHA與Amberchrom樹脂的比例為50％(wt)。
實施例3HFSE特性樹脂的製備將30％(w/w)苯甲醯苯基羥胺(BPHA)的CHCl3溶液與AmberchromCG-71型樹脂混合(以1.5ml溶液加1g樹脂的比例)，溫度控制在25±1℃，攪拌反應4小時後，得到HFSE特性樹脂裝在磨口棕色玻璃瓶密封備用。該HFSE特性樹脂的BPHA與Amberchrom樹脂的比例為45％(wt)。
實施例4地質樣品0.1g；淋洗劑A4M HCl，10ml；淋洗劑B2M H2SO4～1％H2O2，185ml；淋洗劑C5M HF，10ml；分析柱用實施例1製備的HFSE特性樹脂，柱高50mm。
分離結果列於表1
表1
實施例5環境樣品0.1g；淋洗劑A10ml 2M HCL；淋洗劑B163ml 2M H2SO4-0.5％H2O2；淋洗劑C10ml 7M HF；分析柱用實施例3製備的HFSE特性樹脂，柱高50mm。
分離結果見表2。
表權利要求
1.一種分離與分析鈮、鉭、鋯、鉿的方法，先製備樣品去除氟和矽，將樣品上柱，經過分離、蒸發，用離子質譜(ICP-MS)進行分析，其特徵在於採用HFSE特性樹脂分析柱，分離時用淋洗劑A洗出雜質元素鋁、鐵、鈣、鎂、鋇、錳、鉀、鈉，再用淋洗劑B洗出鈦，用淋洗劑C洗出鈮、鉭、鋯、鉿，蒸發去除有機物，與含有內標1M HNO3溶液混合，得到樣品溶液，用含有內標鈮、鉭、鋯、鉿的混合標準溶液校正離子質譜(ICP-MS)儀器進行分析，分析柱的HFSE特性樹脂是苯甲醯苯基羥胺(BPHA)吸附在聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂上的樹脂；淋洗劑A2～4M HCl，用量100ml/1g待處理樣品；淋洗劑B2M H2SO4-0.5～1％(v/v)H2O2，用量100ml/1mg鈦；淋洗劑C5～7M HF，用量2ml/cm柱高；
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於HFSE特性樹脂是用BPHA的CHCl3溶液5％～30％(wt)與聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂混合，BPHA聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂＝30％～50％(wt)；在溫度25±1℃下攪拌3～4小時製得。
3.根據權利要求1或2所述的方法，聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂，孔體積大於1mg/g，骨架密度為1.1～1.5g/ml，平均比表面積大於400m2/g，粒徑50～100μm。
全文摘要
本發明一種分離與分析鈮、鉭、鋯、鉿的方法涉及地質樣品或環境樣品中鈮、鉭、鋯、鉿四種元素的化學分離或分析方法。用離子質譜(ICP－MS)進行分析，採用苯甲醯苯基羥胺(BPHA)吸附在聚甲基丙烯酸酯吸附樹脂上的HFSE特性樹脂分析柱，淋洗劑A2～4M HCl，用量100ml/1g待處理樣品；淋洗劑B2MH
文檔編號C22B34/00GK1397802SQ0212358
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月4日 優先權日2002年7月4日
發明者袁其朋, 楊軍, 楊曉進 申請人:北京化工大學