一种用于固体样品汞同位素测试的汞富集-纯化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114624087A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210204392.8(22)申请日2022.03.02(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人孙若愚李松旌曹蜚张睿袁晶晶(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201专利代理师李素兰(51)Int.Cl.G01N1/34(2006.01)G01N1/44(2006.01)G01N27/626(2021.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种用于固体样品汞同位素测试的汞富集-纯化方法(57)摘要本发明公开了一种用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，包括对实验器皿进行净化；对固体样品中的汞进行富集‑纯化，对富集‑纯化后的汞进行储存；本方法适用于不同基质的固体样品，包括岩石、煤炭、粉煤灰、泥炭、页岩沉积物以及大气颗粒物等，可显著降低汞的流程空白值、减少样品基质的干扰、保证样品汞的回收率，实现汞同位素的高精度分析。CN114624087ACN114624087A权利要求书1/2页1.一种用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、对实验器皿进行净化，具体过程为：将管式炉石英管放置在双管式炉系统内，在500℃温度下烘烤2小时；将捕获器和样品石英管用质量百分比为20％的硝酸溶液浸泡24小时后用超纯水润洗三次，再与石英棉一同在500℃的马弗炉中烘烤4小时；所述的双管式炉系统由燃烧炉和分解炉组成，所述燃烧炉、分解炉均具有程序升温功能，所述燃烧炉和分解炉共用一个管式炉石英管，所述管式炉石英管总长度大于燃烧炉和分解炉的总长度，所述管式炉石英管炉外部分采用绝热保温装置；所述的捕获器包括玻璃试管，肘形玻璃管下部通过磨砂口与玻璃试管的管口连接，起泡管出气端穿过肘形玻璃管进入玻璃试管底部且起泡管的底部安装有多孔砂芯；步骤二、对固体样品中的汞进行富集‑纯化，具体过程为：第一步，使分解炉温度保持在1000℃后，在捕获器的玻璃试管中装入捕获液，并将起泡管的进气端通过连接管与管式炉石英管出气端连接；第二步，在燃烧炉的管式炉石英管中放置装有已称重含汞固体样品且两端塞有石英棉的样品石英管，之后将进气管的出气口端插入硅胶塞并在管式炉石英管进气口处将硅胶塞塞紧，所述样品石英管总长度小于燃烧炉的有效温度区间长度；所述的已称重含汞固体样品为研磨成粉末状且混合均匀的含汞固体样品；在所述的进气管上连接有气体流量计和金阱，所述的金阱包括与进气管相连的连接石英管，在连接石英管内填充有镀金石英砂，在镀金石英砂两端的连接石英管内分别塞有石英棉；第三步，根据固体样品种类，设置燃烧炉升温程序；打开与进气管的进气端相连的高纯氧气瓶阀门并通过流量计调节质量百分比含量大于99.99％的高纯氧气流量至23～26mL/min，之后运行燃烧炉的升温程序，最终使燃烧炉的温度升至900～950℃；在此过程中，高纯氧气作为燃烧和运载气体，将在燃烧炉中燃烧的固体样品产生的Hg(0)蒸汽和挥发性有机物吹扫至分解炉，通过分解炉的高温纯化作用将有机燃烧产物分解为无机小分子物质，高纯氧气继续将纯化后的Hg(0)蒸汽经起泡管吹扫进入捕获液被氧化成Hg(Ⅱ)；步骤三、对富集‑纯化后的汞进行储存，具体过程为：在燃烧炉设置的升温程序结束时，取下捕获器，转移捕获液至硼硅酸玻璃样品瓶中，并用超纯水冲洗捕获器内部，继续转移冲洗捕获器的冲洗液至硼硅酸玻璃样品瓶中，然后在硼硅酸玻璃样品瓶中添加试剂，使硼硅酸玻璃样品瓶中的捕获液内的Hg以稳定的Hg(Ⅱ)氧化态存在，并储放于温度为4℃的冰箱内，然后对捕获液进行汞的含量和同位素测试。2.根据权利要求1所述的用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其特征在于：所述的捕获液采用体积百分比为40％的盐酸和硝酸混合溶液，在硼硅酸玻璃样品瓶中加入的试剂为氯化溴，使捕获液变为淡黄色为止。3.根据权利要求1所述的用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其特征在于：所述的捕获液采用硫酸化的高锰酸钾溶液，在硼硅酸玻璃样品瓶中加入的试剂为盐酸羟胺和氯化溴，首先加入盐酸氰胺以中和样品溶液中的高锰酸钾基质使得捕获液的紫色刚好消退，然后再加入氯化溴，直至捕获液变为淡黄色。4.根据权利要求1‑3之一所述的用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其特征在于：所述绝热保温装置材质采用纳米陶瓷空心微珠或硅铝纤维。2CN114624087A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其特征在于：所述连接管材质为聚四氟乙烯；所述连接管外采用铝箔纸进行包裹。6.根据权利要求5所述的用于固体样品汞同位素测试的汞富集‑纯化方法，其