[发明专利]N,N-二甲基羟胺和甲基肼的快速分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶液中多种成分的分析方法，特别涉及一种N,N-二甲基羟胺和甲基肼的快速分析方法。

背景技术

当今，核燃料后处理流程向着减少液体体积、简化流程的方向发展，其中，对于无盐试剂的应用成为改进流程的一个重要方向。近年来，中国原子能科学研究院开发了基于N, N-二甲基羟胺-甲基肼还原体系的后处理流程，取得了较好的效果。然而，为了满足工艺的需求，需要在该后处理流程的一些环节对N,N-二甲基羟胺和甲基肼进行快速、准确的定性和定量分析。

目前，对于简单体系中N,N-二甲基羟胺的分析多采用pH滴定法、氧化还原法和气相色谱法；而对于甲基肼的分析主要有酸碱容量分析方法、氧化还原容量分析方法以及对二甲氨基苯甲醛分光光度法等。

但在后处理流程中，N,N-二甲基羟胺和甲基肼主要用于还原反萃钚，往往共存于复杂体系，如体系中含有HNO₃，N,N-二甲基羟胺与有机相中的Pu(IV)氧化还原后生成的Pu(III)、甲醛、甲醇等，N,N-二甲基羟胺的γ辐解产物甲醇、甲醛、甲酸、二甲胺、甲胺和乙醇；甲基肼与亚硝酸氧化还原生成的甲醇等，甲基肼的γ辐解产物甲醇、甲醛、甲酸和甲胺，以及少量的U。其中，甲胺、二甲胺等的存在会干扰N,N-二甲基羟胺的pH滴定法；甲酸、羟胺、亚硝酸等弱酸弱碱在体系中存在酸碱平衡会干扰甲基肼的酸碱容量分析；具有还原性的物质如甲酸、甲醛等的存在会干扰N,N-二甲基羟胺和甲基肼的氧化还原分析方法；亚硝酸等的存在会对分光光度法产生干扰，无法按要求完成N,N-二甲基羟胺和甲基肼的分析。

同时，由于后处理流程为连续进行的工艺流程，在辐解因素的影响下，为保证N,N-二甲基羟胺和甲基肼的用量满足工艺需求，因此需要对N,N-二甲基羟胺和甲基肼的浓度进行连续的即时分析，及时快速的获得N,N-二甲基羟胺和甲基肼的浓度变化情况，以便于控制进料量。而包括前述分析方法在内的现有分析方法，即使不考虑其它影响因素的干扰，也不能满足后处理流程中N,N-二甲基羟胺和甲基肼的分析对在速度方面的要求。

另外，由于领域的特殊性，后处理流程应遵循废物产生量最小化的原则，因此为减少放射性废液的产生量，应选用样品需求量小的分析方法，然而大部分的现有分析方法并不能满足这一要求。

发明内容

为解决现有分析方法无法完成后处理流程中N,N-二甲基羟胺和甲基肼的测定，实现N,N-二甲基羟胺和甲基肼的快速、准确的定性和定量分析，本发明提供了一种N,N-二甲基羟胺和甲基肼的快速分析方法，步骤如下：

1）N,N-二甲基羟胺和甲基肼的离子色谱图及标准曲线

分别配制一系列不同浓度的N,N-二甲基羟胺水溶液和甲基肼水溶液作为标准样品；用淋洗液将标准样品逐个带入预先平衡好的阳离子交换柱进行淋洗，并通过检测器进行检测，获得一系列的N,N-二甲基羟胺和甲基肼的离子色谱图；根据前述N,N-二甲基羟胺水溶液和甲基肼水溶液标准样品的浓度及所对应离子色谱图的峰面积，采用外标法获得N,N-二甲基羟胺和甲基肼的标准曲线；

2）N,N-二甲基羟胺和甲基肼的测定

将所取的待测样品稀释，用淋洗液将稀释后的待测样品逐个带入预先平衡好的阳离子交换柱进行淋洗，并通过检测器进行检测，获得待测样品的离子色谱图；

3）N,N-二甲基羟胺和甲基肼的定性分析

将待测样品的离子色谱图与步骤1）的N,N-二甲基羟胺和甲基肼的离子色谱图进行对比，根据出峰位置确定待测样品中N,N-二甲基羟胺、甲基肼的有无，实现N,N-二甲基羟胺和甲基肼的定性分析；

4）N,N-二甲基羟胺和甲基肼的定量分析

根据待测样品的离子色谱图中N,N-二甲基羟胺和甲基肼的峰面积，通过步骤1）的N,N-二甲基羟胺和甲基肼的标准曲线获得稀释后的待测样品的浓度；然后，根据待测样品稀释的倍数计算得到待测样品中N,N-二甲基羟胺和甲基肼的浓度，实现N,N-二甲基羟胺和甲基肼的定量分析。

所述淋洗液优选为甲烷磺酸。

所述阳离子交换柱采用甲烷磺酸平衡为优选。

所述检测器优选为电导检测器。

步骤2）中，在待测样品稀释前除去影响测定的杂质为优选。