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，卷:16(14)

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薄膜固相萃取- α光谱法测定水样品中的铀

哈桑J^1＊，莫札法里S²和阿巴斯A²

¹德黑兰大学毒理学系，德黑兰，伊朗

²Payame Noor大学化学系，德黑兰，伊朗

*通信:

哈桑J伊朗德黑兰大学兽医学院毒理学系电话:+98 21 61117027，传真:+98 21 66434324，电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

铀是一种主要的放射性元素，对环境中该元素的简单、快速监测的需求越来越大。薄膜固相萃取的可行性光谱法用于测定铀。一些参数会影响萃取回收率和萃取强度光谱法研究了滤料类型、突破体积、TOPO用量等。在铀浓度2 ~ 400 μg范围内，该方法线性校正，得到的LOD为0.9 μg。校正灵敏度和分析灵敏度均优于XRF。该方法用于水样中铀的测定。

关键字

铀;薄膜;α谱;Preconcentratio

简介

水的放射性污染是由放射性物质沉积悬浮在空气中或直接排放而成浪费变成水和土壤。地表水和地下水是放射性污染在环境中移动的重要因素。与此同时，铀作为主要的放射性元素之一，越来越需要开发简单、快速的环境监测方法[1］．

各种方法已用于分析环境样品中的铀，包括电感耦合等离子体质量光谱法(ICP-MS)，热电离质量光谱法(TIMS)，中子活化分析(NAA)， γ能谱和α能谱。α光谱学一种识别和定量α发射器同位素的技术是基于能源发射的α光谱[2-4］．α光谱法这似乎是一种非常令人满意的方法，用于天然水中铀的同位素分析。当阿尔法粒子撞击硅探测器时，产生的电荷脉冲与能源入射粒子的。该脉冲被转换为电压，并由前置放大器放大，然后馈送到脉冲高度分析仪(PHA)。PHA允许测量峰值位于某一电压范围内的脉冲数。α光谱学该方法具有较高的灵敏度和准确度，但要得到准确的结果，需要费时和昂贵的方法。自然界中有三种铀的同位素。这些同位素的相对原子质量分别为238、235和234。目前为止U238是最丰富的，会计占天然铀总重量的99.28%。²³⁵U占余额的大部分(0.711%)，和²³⁴U有一个非常低化学丰度(0.006%)。

因此，任何减少样品制备时间和步骤的操作都可以增加实际应用[5，6，7］．铀存在于低许多天然水域的浓度。海水中铀的平均含量约为2.0 μg L^－1(μg / L)，大部分淡水的浓度低于10.0 μg L^－1．然而，一些地下水中铀的浓度高达每升几毫克。目前的调查是开始建立的方法，敏感性和准确性，与相对丰度²³⁸U,²³⁴U可以在天然水中测定。其中一种替代方法是使用固相萃取。该技术包含固体基质作为底物，螯合剂作为萃取剂或改性剂。在自然界中，铀通常与氧结合形成UO₂^{2 +}离子。这个离子可以被认为是U^{6 +}水解。三辛基氧化膦作为一种有机磷酸盐化合物，由于其特殊的化学和结构特征，是铀酰离子形式铀(6-容量)的最佳萃取剂之一。因此，它可作为螯合剂用于固相的制造[8］．

本研究采用薄膜固相萃取法在改良滤纸上对铀进行预浓缩，测定水样中的铀。本文试图探讨薄膜固相萃取法测定含磷磷的可行性²³⁸U和²³⁴U.为了制备这种基材，在滤纸上使用三辛基氧化膦作为改性剂。该改性剂起铀吸收剂的作用。在阿尔法光谱学中，除固相基外，纸张滤光片是必不可少的。本研究中使用的方法特点之一是将分离、预富集和安装等过程同时实施，而不是将其分段实施[7］．这种方法的另一个特点是实现了连续系统，而批处理系统已在类似研究中使用[9，10］．同时，主要干扰能量在铀同位素能量范围之外或数量较低。这是一种用于样品制备的快速放射化学方法，在连续系统中同时进行分离、提取和分析物安装。

实验

装置

辐射分析用α -光谱仪(ORTEC, USA)进行，该光谱仪配有钝化离子注入平面硅探测器，直径为5000 cm²活动区域(50 kev标称分辨率)安装在真空室，并与一个低噪声前置放大器，脉冲整形放大器，模数转换器(ADC)和pc多通道分析仪(1024通道)。源-检测器距离为5mm (ε≈43%)。对校准²⁴¹点,²³⁴U,²³⁸使用U源。

程序包括首先将阿尔法源放入真空室。然后密封并减压。阿尔法粒子从源和接触发射到探测器。LD乐动体育官网电流由剩余粒子的信息产生能源然后转换成电压，计算机可以将其转换成数据。

为了校准α-光谱仪，我们使用²⁴¹发射器。α-探测器封闭在容器内，打开的镅源拧入容器内的源固定器。在样品测量之前，在相同的条件下仔细测量背景，并在与α峰对应的通道内确定背景。背景值已从每个样品的光谱中测量的α峰中减去。

试剂

除非另有说明，所有试剂均为分析试剂级。氧化三辛膦由Sigma-Aldrich得到。Heptan, UO₂(没有_3.）₂.6H₂O、硝酸由德国默克公司配制。²³⁸U股票标准溶液(1000.0 mg mL^－1)均由六水合硝酸铀酰UO制备₂(没有_3.）₂.6H₂HNO中的O_3.每天进行稀释以获得有效溶液。

一般程序

采用实验平圆型纤维素疏水滤纸，得到了最佳滤纸参数。因此，1.0 mL为0.1 mol L^－1将正庚烷中的TOPO喷洒在滤纸表面，在室温下干燥10分钟。一种方便的溶液(50.0 mL)，含1.0 mg L^－1铀(VI)和2.0 mol L^－1硝酸通过改性滤纸。对干燥后的滤纸进行alpha分析光谱法用于测定铀。

结果与讨论

定性和定量分析都可以通过alpha的测量来进行能源合适源的光谱。图1的特征α谱²⁴¹点,²³⁴U,²³⁸U，每一个都发射三种不同的粒子，但只有轻微的能量分离。

当能源分光计的刻度经过校准，可用于测量任何样品的光谱。一组光谱线是放射性核素的“指纹”。利用这一事实，一种未知的核素可以通过其光谱(图2)．

高分辨率alpha的最重要前提光谱法是否有(无限)薄而无质量的、规则的、已知的、可复制的、面积比探测器的活动面积小的、新的(无溅射或反冲损失)、在导电衬底上制备的、以允许应用正偏置的良好源。为此，我们研究了薄膜固相萃取作为阿尔法光谱法测定铀的预浓缩方法的可行性。

滤纸类型的影响

以醋酸纤维素滤纸和纤维素滤纸为研究对象，研究了不同滤纸的过滤效果。含铀的溶液经过过滤器。结果表明，用纤维素滤纸提取铀的效果优于醋酸纤维素滤纸。即使醋酸纤维素纸包括各种标准孔径和适合作为固相的基础，但这些都是在2 mol L内解决的^－1硝酸。

TOPO量

研究了TOPO浓度对铀(VI)萃取的影响。研究在0.025 mmol至0.2 mmol TOPO的浓度范围内进行。可以看出，TOPO浓度增加至0.1 mmol时，萃取效率提高。研究了TOPO用量对探测器强度的影响(图3)．用500.0 μg铀和0.025 mmol ~ 0.2 mmol TOPO对一系列铝刨床进行加标。由图可见，随着TOPO含量的增加，强度逐渐降低。因此，TOPO的数量影响提取和探测器的效率。

分析性能

1.0 mL 0.1 mol L^－1将正己烷中的TOPO仔细喷洒在滤纸表面，以保证其均匀性，并在环境温度下干燥。含铀25.0 ~ 400.0 μg和2.0 mol L的6种水溶液(50.0 mL)^－1整个分析过程以硝酸为主。滤纸干燥后，用alpha进行分析光谱法在200-360频道和361-400频道²³⁸U和²³⁴分别U。结果表明，铀的线性关系良好，相关系数大于0.999，表明浓度与强度之间建立了良好的线性回归关系。的校准曲线²³⁸U(左通道200-360)和²³⁴U(右通道361-410)是给定的表1．在我们的方法中，峰的形状为²³⁸U和²³⁴U不好，但我们可以用通道来确定²³⁸U和²³⁴U.因此，通过使用校准固化²³⁸U和²³⁴我们用U和未知样品的强度来计算水样中铀的含量。基于信噪比(S/N)为3的检测限(LOD)分别为0.9 μg和9 μg²³⁸U和²³⁴分别U。

表1:测定铀的优点图。

根据我们之前的工作，我们用XRF固相萃取法测定水中的铀。得到的公式表明了alpha的校准灵敏度(校准曲线比的斜率)光谱学均大于XRF(525倍)(表1)．

在自来水和矿泉水中加入不同数量的铀离子，以评估该程序的准确性。将得到的溶液提交到所述程序中(溶液通过修改过的滤纸)，干燥后，用阿尔法光谱法分析滤纸。计算结果如下表2．使用推荐的程序，添加的铀含量和发现的铀含量之间得到了很好的一致。

表2:用该方法从水样中回收铀。

结论

该方法具有简单、快速、快速、快速等优点低分析成本。通过在改良滤纸上直接测量的阿尔法光谱法测定水中铀的可能性表明，这一提出的程序比现有方法有很大的优势。

参考文献

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