第３１卷第５期 青岛科技大学学报（自然科学版） Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．５ ２０１０年ｌ０月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｏｃｔ．２０１０ 文章编号：１６７２—６９８７（２０１０）０５—０５０８—０４ 偕胺肟基功能高分子膜吸附铀量的测定 董辉阳。辛浩波 ，谭钦艳，卢 丹。杨锋 （青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室；功能高分子研究所，山东青岛２６６０４２） 摘要：以偶氮氯膦Ⅲ（ＣＰＡｌｌＩ）作为显色剂，研究可见光分光光度计测定合偕胺肟基功 能高分子膜螯合电极对铀酰离子的吸附量的实验方法。确定了分光光度法测定的铀酰离 子吸附量的实验条件：吸收光波长６７０ ｎｍ，ＣＰＡＩｌｌ标准溶液（０．００１ ｍｏ１．Ｌ ）的用量３ ｍｌ ，测定体系的最佳ｐＨ值１．０，室温下显色时间２ ｍｉｎ。在此实验条件下，绘制了铀的 工作曲线，并得到摩尔吸光系数为￡一２９ ７５０ ｍｏｌ－１・Ｌ・ｃｍ。。。。对比电子能谱法所测定 的脱附铀前后的螯合电极表面的铀含量（脱附前后亮区铀含量分别为３８．１２％和６．２９％， 暗区铀含量都为零），得到分光光度计法测定的铀含量并不是螯合电板表面的真实铀含 量，但却是脱附下来的铀的真实量，这肯定了分光光度法测定铀的吸附量优势所在。 关键词：功能高分子膜；偕胺肟基螯合电极；铀量测定 中图分类号：ＴＱ ３４２．７９９ 文献标志码：Ａ Ｍｅｎｓｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｒａｎｉｕｍ ｏｎ Ａｍｉｄｏｘｉｍｅ－ｇｒｏｕｐ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍ ＤＯＮＧ Ｈｕｉ－ｙａｎｇ，ＸＩＮ Ｈａｏ－ｂｏ，ＴＡＮ Ｑｉｎ ｙａｎ，ＬＵ Ｄａｎ，ＹＡＮＧ Ｆｅｎｇ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ—ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｍｉｎｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｑｉｎｇｄａｏ Ｕｉｎｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０４２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ ａｂｓｏｒｂｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｅｌａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＣＰＡⅢａｓ ｔｈｅ ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｉｃ ａｇｅｎｔ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ６７０ ｎｍ，ｔｈｅ ｄｏｓ— ａｇｅ ｏｆ ＣＰＡＨＩ ３ ｍＬ，ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ １．０，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ２ ｍｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｒｏｏｍ ｔｅｒｎ— ｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｌａｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｖｉｔｙ ２９ ７５０ ｍｏｌ一 ・Ｌ・ｅｍ～ｕｎｄｅｒ ｔｈｕｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｕｒａｎｉｕｍ ｃｏｎ— ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｄｅｓｏｒｂｉｎｇ ｕｒａｎｉｕｍ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ— ｅｔｅｒ（ＥＤＳ）（３８．１２％ａｎｄ ６．２９ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｄｅｓｏｒｂｉｎｇ ｆｏｒ ｌｉｇｈｔ ｒｅｇｉｏｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ一 １Ｙ。ｚｅｒｏ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｄａｒｋｓｐａｃｅｓ），ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｒａｎｉｕｍ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｈｅ— ｌａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，ｂｕｔ ｉｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｔｒｕｅ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｏｗｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ．Ｆｕｒｔｈｅｒ ｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ ｏｎ ｍｅｎｓｕｒａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ ｗａｓ ｃｏｎｆｏｒｍｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｆｉｌｍ；ａｍｉｄｏｘｉｍｅ—ｇｒｏｕｐ ｃｈｅｌａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ；ｍｅｎｓｕｒａ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｔＬ１ｒａｎ．１】ｍ 偕胺肟基螯合材料以其特殊的官能团结构、 利用配位键与金属离子螯合，因此在选择螫合材 性质而成为从海水中提取铀的最佳材料 引。其 料时要求具有以下特性：①选择吸附性好；②吸附 收稿日期：２０１０ ０１—２３ 基金项目：青岛市科技攻关项目（０３ ２一ｊｚ一２１）． 作者简介：董辉阳（１９８３＿＿），男，硕士研究生． ＊通信联系人 第５期 董辉阳等：偕胺肟基功能高分子膜吸附铀量的测定 ５Ｏ９ 容量大；③吸附速度快；④机械强度高；⑤化学稳 扰。综合以上２个方面，选择６７０ ａｍ作为入射光 定性好＿４］。虽然偕胺肟基螯合纤维对铀离子有较 波长。 佳的吸附效果，但其也存在着纤维强度低、需用酸 碱脱附而引起污染等缺点［５］。为此，本课题组研 制出了含偕胺肟基功能高分子膜的螯合电极 。］， 使海水提铀的效率有了明显提高。本工作主要研 究用可见光分光光度计［７ 测量螯合电极上功能高 分子膜吸附铀量的方法，并用电子能谱测量螯合 电极脱附铀前后表面的铀含量。 １ 实验部分 １．１实验原料 图１络合物和ＣＰＡⅢ的吸收曲线 Ｆｉｇ．１ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ａｎｄ ＣＰＡ Ｉｌｌ 偕胺肟基螯合电极，自制；六偏磷酸钠（ＡＲ）， 天津市博迪化工有限公司；盐酸（ＡＲ），烟台三和 ２．２ ＣＰＡｌＵ标准溶液用量的确定 化学试剂有限公司；偶氮氯膦Ⅲ（ＣＰＡⅢ）标准溶 ＣＰＡⅢ用量和ＣＰＡⅢ溶液与铀铣离子的络 液，用重蒸馏水溶解ＣＰＡⅢ配成浓度为０．０００ １ 合物的△Ａ之间的关系见表１。从表１可以看出： ｏｔｏｌ・Ｌ 的溶液；铀标准溶液，用重蒸馏水配成 ＣＰＡⅢ标准溶液加入量为３ ｍＬ时，△Ａ最大。故 浓度为０．００１ ｍｏｌ・Ｌ 的标准溶液。 ＣＰＡ ＩｌＩ标准溶液用量为３ ｍＬ。 １．２ 实验仪器 分光光度计，７２１型，上海市第三分析仪器厂 表１ ＣＰＡ］Ｉ［用量和ＣＰＡＩ溶液与铀铣离子的络合物的ＡＡ的关系 Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｓａｇｅ ｏｆＣＰＡＩＨ ａｎｄ△Ａ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ 生产；微量分析天平，ＴＧ３３２Ａ型，最大载质量２０ ｇ， ＣＰＡＩｌｌ用量／ｍＬ △Ａ 分度值０．０１ ｍｇ，上海天平仪器厂；场发射扫描电 ０ ０．０１１ 子显微镜，ＪＳＭ－６７００Ｆ型，日本电子公司；能谱仪 １ ０．０３２ （ＥＤＳ），ＩＮＣＡ Ｅｎｅｒｇｙ型，英国牛津仪器公司。 ２ ０．０３９ ３ ０．０４６ １．３实验方法 ４ ０．０４２ 吸附后的螯合电极用电化学方法脱附 ］，将 部分脱附液倒入２５ ｍＬ的比色管中，加入适量的 ２．３测定体系酸度的确定 ＣＰＡｎｌ标准溶液，调ｐＨ值，用重蒸馏水稀释至 不同ｐＨ值下，测得络合物的Ａ值见表２。 ２５ ｍＬ．刻度，摇匀。以空白液作参比测其吸光度。 表２ Ａ与测定体系ｐＨ值的关系 将剩余的脱附溶液加入３滴饱和六偏磷酸钠 Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ａ ａｎｄ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｏｌｕｔｉｏｎ 溶液，摇匀，以同样的方法测其吸光度，利用２次 ｐＨ值 Ａ 吸光度的差值（ＡＡ）在铀工作曲线上找到对应数 ０．５ ０．０８７ ０．１０３ 值即为偕胺肟基螯合电极吸附铀的量。 １．０ ２．０ ０．０９６ ２结果与讨论 ３．０ ０．０７５ ４．０ ０．０６３ ２．１ 吸收光波长的确定 ５．Ｏ ０．０５８ ＣＰＡＩｌｌ溶液和ＣＡＰ ＵＩ溶液与铀酰离子的络 合物吸收光谱见图１。由图１可以看出：６７０ ｎｍ 由表２可以看出：当ｐＨ一１．０时，Ａ具有最 处为络合物的最大吸收峰，在此波长处摩尔吸光 大值。故把ｐＨ一１．０作为测定体系的ｐＨ值。 系数最大，测定时灵敏度高；同时，在此波长处的 ２．４显色时间及环境温度 一个较小范围内，吸光度变化不大，不会造成对比 实验发现铀与ＣＰＡⅢ的络合不需要加热，室 耳定律的偏离，使测定结果有较高的准确度。另 温下显色时间为２ ｒａｉｎ，颜色为浅绿色，放置２４ ｈ 一方面，在６７０ ｎｍ处ＣＰＡＩｌｌ的吸光度几乎为零， 后测定其吸光度基本不变。故测定体系在室温下 则即使有未反应的显色剂，也不会对体系产生干 显色时间为２ ｒａｉｎ。 ５１０ 青岛科技大学学报（自然科学版） 第３１卷 ２．５铀工作曲线的绘制 ２．６场发射扫描电镜及能谱分析 对吸附铀后的螯合电极表面进行了电镜表 （１） 由朗伯一比耳公式： Ａ—ｅ・Ｃ・Ｚ， 征，并选取２个区域做电子能谱分析，结果见图 ３。图３中，亮区铀的含量 一３８．１２ ；暗区铀的 式（１）中，Ａ为吸光度，ｅ为摩尔吸光系数，ｃ为脱 附液中铀的物质的量浓度，ｌ为液池厚度。由公 含量几乎为零（本实验是以镍片作基体，因此能谱 图中镍的含量较高，下同）。 式（１）计算出摩尔吸光系数的算术平均值为ｅ一 ２９ ７５０ ｔｏｏｌ一 ・Ｌ・ｃｍ 。 对脱附铀后的螯合电极表面进行了电镜表 ３结论 铀的工作曲线见图２。 征，也选取２个区域做电子能谱分析，结果见图 ４。图４中，电化学脱附后亮区铀的含量叫一 ６．２９ ９／６，仍有铀存在；暗区几乎不存在铀。 从图３和图４可见，电子能谱法不能得到螯 合电极上铀吸附量的准确数值。由于电子能谱实 验得到螯合电极脱附铀后，表面仍然有铀存在，说 明分光光度计法所测定的铀的吸附量并不是电极 本身的最大吸附量，但却是脱附下来的铀的真实 ｃ／（ ｇ。（２５ ｍＬ） ） 量，铀的脱附效果直接影响测量结果。但是，与电 图２铀的工作曲线 子能谱法测电极表面铀含量相比，分光光度计法 Ｆｉｇ．２ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ 仍然有其优势所在。 ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Ｅ／ｋｅＶ Ｅ｜ｋｅＶ （ａ）ＳＥＭ照片 （ｂ）区域Ａ的能谱图 （ｃ）区域Ｂ的能谱图 图３吸附铀后螯合电极的ＳＥＭ照片及其表面上亮区（区域Ａ）和暗区（区域Ｂ）的能谱圈 Ｆｉｇ．３ ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｃｈｅｌａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｕｒａｎｉｕｍ ａｎｄ ＥＤＳ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ａｎｄ ｄａｒｋ ｒｅｇｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ Ｅ『ｋｅＶ ＥｆｋｃＶ （ａ）ＳＥＭ照片 （ｂ）区域Ｃ的能谱图 （ｃ）区蝎 的能谱图 圈４脱附铀后螯合电极的ＳＥＭ照片及其表面上亮区（区域Ｃ）暗区（区域Ｄ）的能谱图 Ｆｉｇ．４ ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｃｈｅｌａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｄｅｓｏｒｂｉｎｇ ｕｒａｎｉｕｍ ａｎｄ ＥＤＳ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ａｎｄ ｄａｒｋ ｒｅｇｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ 慧 １）以偶氮氯膦Ⅲ（ＣＰＡ ＩｌＩ）作为显色剂，用可 氯膦Ⅲ（ＣＰＡ １］Ｉ）标准溶液（０．００１ ｔｏｏｌ・Ｌ ）用 第５期 董辉阳等：偕胺肟基功能高分子膜吸附铀量的测定 ５１１ 量为３ ｍＬ，室温下显色时间为２ ｍｉｎ。 ２）绘制了铀的工作曲线，得到摩尔吸光系数 为ｅ：＝：２９ ７５０ ｍｏｌ ・Ｌ・ａｍ＿。。 ３）通过扫描电镜和能谱分析可知：偕胺肟螯 合电极脱附铀后的电极上仍然有铀存在，因此，用 分光光度计法测定的铀的吸附量并不是电极本身 的最大吸附量，但却是脱附下来的铀的真实量。 但是，与电子能谱法测电极表面铀含量相比，分光 光度计法仍然有其优势所在。 参 考 文 献 ［１］Ｋｏｂｕｋｅ Ｙ，Ａｏｋｉ Ｔ，Ｔａｎａｋａ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｕｒａｎｉｕｍ ｆｒｏｍ ｓｅａｗａｔｅｒ ｂｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆｉｂｅｒ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ［Ｊ］．Ｉｎｄ Ｅｎｇ ［ ［ ［ ［ ［ ［ 阳 力 （上接５０７页） 参 考 文 献 ［１］ Ｐｕｄｊｉｊａｎｔｏ Ｓ，Ｄｅｎｎ Ｍ Ｍ．Ａ ｓｔａｂｌｅ‘‘ｉｓｌａｎｄ”ｉｎ ｔｈｅ ｓｌｉｐ－ｓｔｉｃｋ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｌｉｎｅａｒ ｌｏｗ－ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ［Ｊ］．Ｊ Ｒｈｅｏｌ， １９９４，３８（６）：１７３５． ［２］ Ｄｅｎｎ Ｍ Ｍ．Ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ ｆｌｕｉｄ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ［Ｊ］．Ａｎ— ｎｕ Ｒｅｖ Ｆｌｕｉｄ Ｍｅｃｈ，１９９０，２２：１３－２４． ［３］ Ｋａｌｉｋａ Ｄ Ｓ．Ｄｅｎｎ Ｍ Ｍ．Ｗａｌｌ ｓｌｉｐ ａｎｄ ｅｘｔｒｕｄａｔｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ＬＬＤＰＥ［Ｊ］．Ｊ Ｒｈｅｏｌ，１９８７，３１（８）；８１５—８３４． ［４］ 吴其哗，李鹏，慕晶霞，等．线型与支化聚烯烃熔体高速挤 出时的不稳定扰动源［Ｊ］．高分子通报，２００７（５）：４１—４７． Ｃｈｅｍ Ｒｅｓ，１９９０，２９（８）：１６６２—１６６８． Ｐｒｅｅｔｈａ Ｃ Ｒ，Ｇｌａｄｉｓ Ｊ Ｍ，Ｖｅｎｋａｔｅｓｗａｒａｎ Ｔ Ｒ Ｒ Ｇ，ｅｔ ａ１． Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｔｏｘｉｃ ｕｒａｎｉｕｍ ｆｒｏｍ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｒｅ— ａｃｔｏｒ ｅｆｆｌｕｅｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ｕｒａｎｙｌ ｉｏｎ ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｓｃｉ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００６，４０（９）：３０７０—３０７４． 李玉泉，孙法胜，杨金风，等．偕胺肟基螯合纤维的制备 口］．合成纤维工业，２００４，２７（４）：１０—１５． 熊洁，许云书，黄玮．偕胺肟基鳌合吸附分离材料研究进 展［Ｊ］．材料导报，２００６，２０（７）：１０２—１０４，１０８． 黄次沛，邢惠妮．在水溶液中腈纶偕胺肟化反应的研究 ［Ｊ］．纺织学报，２０００，２１（２）：２５—２８． 杨金凤．螯合电极的制备及其对海水中铀的原生态可控吸 脱附［Ｄ］．青岛：青岛科技大学，２００２． 袁丁，谢献谋．铀一对氟偶氮氯膦显色反应萃取光度法的研 究及应用［Ｊ］．化学试剂，１９９８，２０（５）：２５７—２５８，２６１． （责任编辑孙丽莉） ［５］ 李鹏，慕晶霞，张娜，等．用双毛细管流变仪对ＨＤＰＥ与ＬＬ— ＤＰＥ挤出压力振荡的研究［Ｊ］．塑料，２００６，３５（３）：６８—７２． ［６］ 吴其晔，巫静安．高分子材料流变学［Ｍ］．北京：高等教育 出版社，２００２：２８６－２９２． ［７］ 何天白，胡汉杰．海外高分子科学的新进展［Ｍ］．北京：化 学工业出版社，１９９７：２１７—２３３． ［８］ 李鹏．聚烯烃及其共混物挤出流动不稳定性的研究［Ｄ］．青 岛：青岛科技大学，２００６． ［９］ 陈晓嫒，王港，黄锐，等．熔体破裂的第二光滑区现象研究 口］．中国塑料，２００３，Ｉ７（６）：６４—６７． （责任编辑孙丽莉）
