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砂岩型铀矿石中的芳烃化合物的测定新方法

2013-09-27孙国禄蔡金芳张富平廖天录

湿法冶金 2013年3期
关键词:磷酸钠二氯甲烷无水乙醇

孙国禄,蔡金芳,张富平,廖天录

(1.甘肃工业职业技术学院,甘肃 天水 741025;2.核工业二○三研究所,陕西 咸阳 712000)

地质试样中有机成分的测定已受到广泛重视[1-6]。岩石中的烃类化合物含有诸多成矿信息,在油气地质勘探中,对于了解岩石演化过程有重要意义。

砂岩中的有机物成分用有机试剂直接提取法不能使其进入提取相,而且试液很难澄清,操作不方便。采用索氏提取法可以克服以上缺点,但需要72h以上时间,不适合批量试样的分析。试验提出了一种砂岩型铀矿石中可溶性有机芳烃化合物的荧光光谱测定方法。在碱性焦磷酸介质中,分次加热浸出混合有机物,离心分离后,滤液再用二氯甲烷萃取分离,最后用265nm紫外光激发,在350~450nm波段进行荧光测定。该方法能为砂岩型铀矿石及其他岩石和土壤中可溶性烃类的测定提供一种新的测定手段。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

FR-5031PC荧光分光光度计,日本岛津;离心机,50r/s,北京医疗离心机厂;蒸馏器,2 000mL;电热套,2000mL,0.4kW;分液漏斗,250mL,50 mL;离心管,50mL;三角烧瓶,200mL。

三氯甲烷,二氯甲烷,石油醚,正己烷,无水乙醇,焦磷酸钠,磷酸氢二钠(无水),柠檬酸,均为分析纯;试验用水为二次蒸馏水。

1.2 测定方法

试样在碱性焦磷酸溶液中加热溶解,可溶性有机物进入溶液。离心分离后,用有机试剂萃取,使与无机物及碱性物质分离。利用多环芳烃具有共轭双键结构的特点,在紫外光激发下测定荧光强度。

1.3 测定条件

激发波长265nm,发射波长扫描范围300~500nm,记录范围0.0~1 000.0,快速扫描,狭缝宽度5nm,高灵敏度,自动响应。

1.4 萃取剂的选择与提纯

对常用的能够提取有机物的试剂进行筛选。选择三氯甲烷、二氯甲烷、石油醚、正己烷等进行萃取试验,并进行空白试验。这些试剂不同程度地均有较大空白值,因此,在使用前均经过提纯。

2 试验结果与讨论

2.1 碱性焦磷酸介质中有机物提取的影响因素

2.1.1 焦磷酸钠、氢氧化钠及蒸馏水空白试验

利用碱性溶液提取腐殖酸等有机物法[7],首先对焦磷酸钠、氢氧化钠及蒸馏水进行荧光光谱测定。这些物质的荧光强度均很低,不会给测定引进空白值。

用焦磷酸钠(75%)+氢氧化钠(3.5%)的碱性溶液加热提取有机物,试验了3种介质,即碱性溶液直接萃取,中和至中性后加入pH=6.2的缓冲溶液再萃取,以及溶液调至酸性(pH<1)时再萃取。试验结果表明:3种试剂中,二氯甲烷萃取率最高;提取物的绝对含量以中性介质最高,酸性介质次之。考虑到在酸性介质中萃取时容易出现大量气泡而影响后面的操作,所以确定萃取介质pH以6.2为宜。

2.1.2 焦磷酸钠+氢氧化钠提取液用量的影响

分别称取矿石10g于200mL三角瓶中,考察提取液用量的影响。对不同用量的提取液,分2次加入后放于水浴中加热煮沸60min,冷却后离心分离沉淀,清液转入250mL烧杯中,沉淀再用剩余提取液洗涤转入三角瓶,继续在水浴上加热60min。重复以上步骤,最后用9mol/L硫酸调节溶液pH为6.0,用pH为6.2的缓冲溶液10 mL转入250mL分液漏斗中,加入二氯甲烷30 mL,摇晃5min。分层后,将有机相放入50mL分液漏斗中,加入5mL无水乙醇,再次摇动1min。将下层清液放入25mL比色管中,按设定条件测定荧光强度。试验结果表明,提取液在180mL以上时测定结果较稳定。试验选用200mL。

高校行政管理改革必须要对机构的设置和权力结构做出调整,对机构、分配制度和用人制度等进行深化的改革,而这些本质上就是对权力做出调整。从目前我国各大高校的权力结构上来看,很多高校都实行着“校院系”的三级管理模式,这样的模式会让权力过度地集中在上级的领导阶层手中,从而致使院系行政管理的职能处处受制,无法充分发挥作用。因此,对权力结构做出调整,将更多的权力下放给院系,激发院系的行政管理活力,这样有利于整个学校管理体系的运行。

2.1.3 无水乙醇用量的影响

为使重现性更好,试验采用离心分离法分离有机物。负载有机相中加入无水乙醇,溶液中的大量气泡很快消失,溶液分层加快,进入二氯甲烷萃取液中的有色物质很快浮于上层。试验选用5 mL无水乙醇。

2.1.4 200mL提取液抽提次数的影响

将200mL提取液平均分成2、3、4等份,分别用于提取同一物质,每次60min。合并各次提取液,按设定条件测定荧光强度。结果表明,提取次数越多,测定结果准确性越高。试验选择提取4次,每次50mL。

2.1.5 水浴加热时间的影响

提取液200mL,分4次提取。试验结果表明,每次加热时间在20min以上,测定结果趋于稳定。试验选择30min。

2.1.6 样品质量的影响

对同一试样称取不同质量,按以上条件提取和测定。结果表明,样品质量对荧光强度影响最大。可见,测定结果仍然是相同条件下的相对结果。

2.1.7 试样粒度的影响

对于矿石样品,先去除外表的泥土,碾碎成自然粒度后混匀,分成4份,分别过0.25mm、0.177mm、0.149mm和0.125mm筛。分别称取不同粒度试样10g,于200mL三角瓶中,加入50mL提取液,加热30min,提取4次后,按设定条件进行测定。结果表明,试样粒度对测定结果影响不大。

2.2 方法精密度

对砂岩样品200307-648和200307-705进行精密度试验,测定次数均为8次,测定结果见表2。可以看出,385nm波长下的荧光强度相对标准偏差小于6%,表明方法具有较好的精密度。

表2 方法精密度

2.3 样品分析

按上述试验确定的测定条件对新疆吐哈工区20个砂岩样品中的可溶性芳烃进行测定。分别称取5.0g试样于200mL三角瓶中,加入50mL焦磷酸钠+氢氧化钠提取液,放入100℃水浴中加热并保持30min,取下冷却后倒入离心管中离心分离;清液倒入250mL烧杯中,沉淀用50mL提取液转入原三角瓶中,再放入沸水浴中重复以上步骤共4次;提取液均倒入250mL烧杯中,用9mol/L硫酸溶液调节pH至6.0,用缓冲溶液10 mL转入250mL分液漏斗中,加入30mL处理过的二氯甲烷,剧烈摇动5min;放置分层后,将下层二氯甲烷放入50mL分液漏斗中,再加入5 mL无水乙醇,摇动1min;分层后,将下部清液转入25mL比色管中,并在指定波长下测定其荧光强度。测定结果见表3。可以看出,不同试样的荧光强度差异较大,表明芳烃化合物的含量有较大差异。

表3 新疆吐哈工区砂岩型铀矿石中可溶性芳烃化合物的测定结果

3 结论

砂岩型铀矿石中的可溶性有机混合物可在碱性焦磷酸介质中加热提取,然后用二氯甲烷萃取分离,荧光光谱法测定。该方法对有机化合物的提取能力较强,而且简单快速,重现性好,易于操作。该方法也可用于土壤样品中可溶性芳烃化合物的提取与测定。

[1]周炎如.中国西部盆地新生代油气藏深部有机质成烃的论据[J].新疆石油地质,1999,6(20):476-480.

[2]孙晔,李子颖,郭庆银,等.岩石热解技术在砂岩型铀矿床烃类性质检测中的应用[J].世界核地质科学,2006,23(3):125-129.

[3]李新景,卢松年.高温气相色谱与石油分析[J].地球科学进展,1999,14(2):193-196.

[4]史向阳,王俊奇.气相色谱-质谱联用技术测定岩芯样品中的苯系化合物[J].岩矿测试,2000,19(1):1-3.

[5]吕伟,李通化.离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].岩矿测试,1992,11(3):268-272.

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[7]徐静安.复合肥和功能性肥料分析测试方法[M].北京:化学工业出版社,2000.

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