[发明专利]一种利用荧光探针检测高放废液中Pd的方法

说明书

技术领域

本发明属于Pd离子检测技术领域，具体涉及一种利用荧光探针检测高放废液中Pd的方法。

背景技术

乏燃料是贵金属元素Pd的一个重要来源，裂变过程中会形成其稳定同位素如¹⁰⁴Pd(17％)、¹⁰⁵Pd(29％)、¹⁰⁶Pd(21％)、¹⁰⁸Pd(12％)、¹¹⁰Pd(4％)，以及放射性同位素¹⁰⁷Pd(17％)，它的半衰期为6.5×10⁶年。钯是铂系金属的一种，据统计，截止2030年，由核裂变产生的铂系金属将达到2500～3000吨，届时，自然界中存在的铂系金属只剩约7000吨。随着工业的发展，金属钯的需求量日益增长，人们开始意识到从高放废液中回收金属钯的价值；另外，Pd的存在会影响高放废液的固化，所以检测乏燃料高放废液(高放射性废液)中Pd的含量迫在眉睫。

高放废液中Pd的检测方法有分光光度法、原子吸收光谱法、ICP-MS和电化学方法等，分光光度法操作简单、经济，但是灵敏度和精密度都不高；原子吸收光谱法是一种痕量分析技术，但是干扰因素比较多，例如光谱干扰、化学干扰等；ICP-MS检测Pd具有线性范围宽、精密度高、准确度高等优点，但其检测成本较高；电化学方法，诸如循环伏安法和溶出伏安法都应用于高放废液中Pd的检测，但检测速度较慢，重现性也不理想。

量子点是一种三维尺寸均限制在纳米尺度的半导体纳米晶，由于其尺寸小表现出特殊的量子限域效应、表面效应、介电限域效应和量子隧道效应。因此，量子点具有传统有机染料无法比拟的荧光特征，如量子点的尺寸控制着光的吸收和发射光谱、具有较大的斯托克斯位移、峰形对称、激发光波长范围宽、光强度高、稳定性好等优点，可广泛应用于一些重金属离子如Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等的定量检测，但是对这些无机金属离子的检测也仅限于偏中性环境体系。目前还没有关于利用量子点检测酸性高放废液中Pd的相关文献和报道。

发明内容

针对现实的需要，本发明的目的是提供一种利用荧光探针检测高放废液中Pd的方法，该方法操作简单，灵敏度高，检测限低，选择性好，分析速度快，取样量少，且适用于酸性体系。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种利用荧光探针检测高放废液中Pd的方法，包括以下步骤：

采用水溶性CdSe/ZnS量子点为荧光探针，获取水溶性CdSe/ZnS量子点测定Pd的光谱条件和检测条件；

配制Pd的标准溶液，根据所述光谱条件和检测条件，建立水溶性CdSe/ZnS量子点检测Pd的标准曲线；

依据所述光谱条件、检测条件和标准曲线，检测高放废液中Pd的浓度。

进一步，所述光谱条件是指水溶性CdSe/ZnS量子点测定Pd的最佳激发光波长和最大发射光波长。最佳激发光波长和最大发射光波长可通过已知的扫谱方法获得，本文不再赘述。

进一步，所述检测条件包括量子点浓度、测量体系pH值和检测时间。

再进一步，检测条件中，测量体系pH值为3；检测时间为荧光探针和被检样品混合发生反应后15-30min。

进一步，所述水溶性CdSe/ZnS量子点是表面基团为羧基的CdSe/ZnS量子点(下文简称“羧基量子点”)或表面基团为氨基的CdSe/ZnS量子点(下文简称“氨基量子点”)。

再进一步，当所述水溶性CdSe/ZnS量子点是表面基团为羧基的CdSe/ZnS量子点时，且测量体系中量子点浓度为10nmol/L以及被检样品中Pd浓度为0.04-0.96mg/L时，加入Pd离子后量子点的荧光强度F的对数值与Pd²⁺浓度c呈线性关系，其线性回归方程式为logF＝-0.00713c+3.57(R²＝0.996)。

或者，当所述水溶性CdSe/ZnS量子点是表面基团为氨基的CdSe/ZnS量子点时，且测量体系中量子点浓度为10nmol/L以及被检样品中Pd浓度为0.2-1.2mg/L时，加入Pd离子后量子点的荧光强度F与Pd²⁺浓度c呈线性关系，其线性回归方程式为F＝-185.5c+3286(R²＝0.999)。

本发明具有以下优点：

第一、本方法操作简单，分析速度快，灵敏度高，检测限低，最低检测限为0.04mg/L。