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无线磁弹性传感器检测铀的新方法研究

【摘要】:本文主要研究了利用无线磁弹性传感技术对痕量铀进行检测的一些新方法。在本文前言部分讲述了铀的性质、利用情况及其危害性,并概述了国内外对铀的检测的研究进展。然后介绍了无线磁弹性传感器的基本结构和工作原理,综述了无线磁弹性传感器的应用研究进展。 在第二章,讲述了一种测定四价铀的无线传感新方法。研究发现汞(Ⅱ)对亚铁氰化钾与铁氰化钾之间的沉淀反应有催化作用,铀(Ⅳ)可抑制汞(Ⅱ)的催化作用。反应产生的沉淀可沉积到一个磁弹性金属薄片上,使金属薄片的共振频率发生变化。基于这些发现,建立了应用磁弹性传感器的抑制催化沉淀无线传感测定铀(Ⅳ)的新方法。磁弹性传感技术具有能无线地检测磁弹性片的共振频率变化的独特性质,这种共振频率变化对应于磁弹性片的质量变化。研究了酸度、试剂等多种因素对测定的影响。在亚铁氰化钾、铁氰化钾、汞(Ⅱ)和乙酸的浓度分别为0.001 mol/L、0.01 mol/L、8.0μg/L和0.15 mol/L,反应温度和时间分别为55℃和10 min的条件下,测定铀(Ⅳ)的线性范围为0.9 ~ 15.0μg/L,检出限为0.46μg/L。应用该方法测定了实际样品中的铀(Ⅳ),回收率为96.5 ~ 103.5%。 在第三章讲述了一种测定六价铀的无线传感新方法。研究发现α-淀粉酶可以将固定在磁弹性传感片上的淀粉凝胶催化水解而溶解,使磁弹性传感片质量不断减少,从而使其共振频率发生变化,而铀(Ⅵ)对α-淀粉酶有明显的抑制作用。本文利用铀对α-淀粉酶的抑制作用,建立起了一个应用磁弹性传感器的抑制催化水解无线传感测定铀(Ⅵ)的新方法。研究了温度、酸度、试剂浓度等各种因素对测定的影响。在α-淀粉酶溶液浓度为130 U/mL,pH值为7.0,温度在37℃下反应并测定其频率变化曲线,得出测定铀(Ⅵ)的线性范围为9.2μg/L ~ 103.5μg/L;检出限为3.6μg/L。应用该方法测定了实际样品中的铀(Ⅳ),回收率为97.5 ~ 104%。 在第四章讲述了另一种测定六价铀的无线传感新方法。研究发现铀(Ⅵ)在紫外光照射下被异丙醇还原成铀(Ⅳ),铀(Ⅳ)可使铁(Ⅲ)与铁氰化钾的溶液产生沉淀,产生的沉淀可沉积到磁弹性传感片上,使传感片的共振频率发生变化。基于这些发现,建立了应用磁弹性传感器无线传感测定铀(Ⅵ)的新方法。研究了酸度、试剂等多种因素对测定的影响。在铁(Ⅲ)、铁氰化钾和硫酸浓度分别为0.01、0.01和0.5mol/L的条件下,测定铀(Ⅵ)的线性范围为0.12~14.1μg/mL,检出限为0.02μg/mL。应用该方法测定了实际样品中的铀(Ⅵ),回收率为96.7 ~ 104.0%。

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