新显色剂5-(对羧基苯偶氮)-8-羟基喹啉与U(Ⅵ)的显色反应研究及应用.docx

新显色剂5-(对羧基苯偶氮)-8-羟基喹啉与U(Ⅵ)的显色反应研究及应用
摘要
本文研究了新型显色剂5-(对羧基苯偶氮)-8-羟基喹啉（CPD）与铀离子（U(Ⅵ)）相互作用的显色反应，并对其应用进行了探讨。结果表明，CPD可以通过与U（Ⅵ）离子在酸性环境下发生络合反应使得U（Ⅵ）阳离子与CPD生成淡黄色络合物，这种络合物的光谱特征与CPD的光谱峰有明显的变化，可以通过分光光度法测定U（Ⅵ）的浓度。实验中，我们对样品的pH值、CPD和U(Ⅵ)的浓度进行了优化，并测定了反应动力学及热力学参数。基于上述结果，我们建立了一种测定水样中U(Ⅵ)的新颖方法，该方法灵敏度高、选择性好，可以在环境监测及核工业中得到广泛应用。
关键词：5-(对羧基苯偶氮)-8-羟基喹啉；铀离子；光谱特征；测定方法
Abstract
Inthisstudy,weinvestigatedthecolorreactionbetweenanewcolorimetricreagent5-(carboxylphenylazo)-8-hydroxyquinoline(CPD)anduranylion(U(Ⅵ))andexploreditsapplication.TheresultsshowedthatCPDcouldformacomplexwithU(Ⅵ)cationinacidicsolution,yieldingalightyellowcomplexwithcharacteristicspectralchangescomparedwiththeCPDspectrumpeaks,whichcouldbemeasuredbyspectrophotometrytodeterminetheconcentrationofU(Ⅵ).Intheexperiment,weoptimizedthepHofthesample,theconcentrationofCPDandU(Ⅵ),anddeterminedthekineticandthermodynamicparametersofthereaction.Basedontheaboveresults,weestablishedanovelmethodtodetermineU(Ⅵ)inwatersamples,whichhashighsensitivityandgoodselectivity,andcanbewidelyappliedinenvironmentalmonitoringandnuclearindustry.
Keywords：5-(carboxylphenylazo)-8-hydroxyquinoline；uranylion；spectralcharacteristics；determinationmethod
正文
引言
铀是一种广泛存在于地壳中的放射性元素，常见于水、岩石、土壤及矿物中。另外，在核工业中也广泛应用。由于其放射性，铀的存在对人体及环境存在一定的危害性。因此，对铀在环境及核工业中的存在进行监测及测定十分重要。同时，对不同形态的铀进行区分及测定也有一定的挑战性。目前，对于铀离子的测定方法，包括放射计数法、质谱法、元素分析法、摩尔光谱法及光电色谱法等。然而，这些方法或标记不便或成本较高。因此，研究出一种简单、经济、灵敏度高、选择性好的测定方法对于铀的研究及监测显得尤为重要。
色谱法通过样品与显色剂反应形成色素来对铀进行测定，已成为一种常见的分析方法。
实验方法
材料
CPD经设备制备，饱和游离铀溶液自制，其他试剂均为分析纯。
仪器
分光光度计：UV-3600
电子分析天平：ME204
实验过程
优化反应条件
先测定CPD的质量浓度和其最大吸收峰在400-550nm范围内的特征峰值，得到其最佳记录波长为490nm；再分别测定2、4、6、8、10、20、30、40、50μg/mL浓度的饱和铀溶液的最大吸收俄频在490nm波长处的吸光度，绘制铀与CPD的标准吸光度曲线，并以吸光度达到峰值的铀浓度为最佳浓度。
实际样品分析
先将图4所制定的铀阳离子浓度标准曲线，进行样品浓度的测定，记录最大吸光度及波长。将此波长的吸光度转化为铀离子的浓度值。在对样品电性求解时，将最初记录样品的PH值加以复核。
结果
我们设计了一种新型显色剂CPD，与铀离子（U（Ⅵ））发生络合反应，生成淡黄色络合物。研究了反应的条件，发现在酸性环境下，U（Ⅵ）离子与CPD的反应有较好的响应，且反应时间仅需要几秒钟。同时，我们也对反应的光谱特征进行了验证和分析，在490nm处测量吸光度，并以绘制标准吸光度曲线的方法，建立了一种快速测定铀离子的方法。使用上述方法，我们又对水样进行了测定，发现其测定结果稳定、准确、灵敏度高。
讨论
我们的研究表明，CPD能与铀离子