[发明专利]多种同位素离子分离柱装置及分离方法在审
申请号: | 201810611879.1 | 申请日: | 2018-06-14 |
公开(公告)号: | CN108771968A | 公开(公告)日: | 2018-11-09 |
发明(设计)人: | 金可;饶文波;郑芳文;张文兵;王帅 | 申请(专利权)人: | 河海大学 |
主分类号: | B01D59/00 | 分类号: | B01D59/00 |
代理公司: | 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 | 代理人: | 董建林;薛海霞 |
地址: | 210000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 同位素 分离柱 树脂 离子分离柱 同位素离子 高度调节单元 样品收集单元 固定单元 化学特征 实验过程 选择分离 有机膦酸 清洗 | ||
本发明涉及多种同位素离子分离柱装置及分离方法,装置,由固定单元、高度调节单元、离子分离柱单元和样品收集单元组成。所述的分离方法,包括离子分离柱建立、离子分离柱的清洗和同位素分离。相对于现有技术,本发明实现以下有益效果:1.分离柱规格更加合理,在不影响提取精度的基础上,针对各种同位素的特征,设计出对应的分离柱。2.根据每种同位素的化学特征,选择分离效果最好的树脂,例如Sr和Pb同位素使用特效树脂Sr.Spec,而Nd同位素则使用超铀树脂(TRansUranic,即TRU.Spec)和有机膦酸Ln.Spec树脂。3.三种同位素同时进行分离,各自独立又相互联系,减少了实验过程中由人为产生的误差。
技术领域
本发明涉及多种同位素离子分离柱装置及分离方法,能够对各种样品(碳酸盐岩、硅酸盐岩和水样)中锶、钕、铅等同位素同时进行分离,分离柱制造简易并能够高效地分离出对应的同位素,大大提高了实验的效率和提取的精度。
背景技术
稳定同位素是研究物质来源和评估环境污染程度的重要技术手段。目前,自然界中存在多种稳定同位素,其中锶、钕、铅等同位素广泛应用于沉积物和水体来源的研究中。由于锶同位素具有四种同位素(84Sr、86Sr、87Sr、88Sr),钕同位素具有多达七种同位素(142Nd、143Nd、 144Nd、145Nd、146Nd、148Nd、150Nd),而铅同位素同样具有四种同位素(204Pb、206Pb、207Pb、208Pb),在分离实验中,传统的离子分离柱分离效果不佳,主要原因包括:一是分离柱设计过于冗长,需要填充的样品量较多,很容易受到污染;二是树脂分离具体同位素效果不佳;三是实验耗时较长,大大降低了实验效率。近年来,随着实验技术的发展,研究人员将传统的三柱分离法改为一根分离柱同时提取Sr-Nd-Pb同位素,该方法在一定程度上减少了实验时间,但是提取效果却存在不足。一是因为多种树脂混合在一起之后,容易使不同的同位素之间混淆;二是对同一种元素的不同同位素分离效果不佳。本发明的申请人自行设计出了更加合理的同位素分离柱装置,并通过实验验证出分离Sr-Nd-Pb同位素既高效又准确,大大节省了实验周期并能够很好的分离同一样品的多种同位素的方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种高效稳定地对多种稳定同位素进行提取的多种同位素离子分离柱装置及分离方法。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:多种同位素离子分离柱装置,由固定单元、高度调节单元、离子分离柱单元和样品收集单元组成,其特征在于,所述的固定单元包括底座、固定于底座的固定杆、固定于离子分离柱单元端部的固定夹、固定于固定杆的连接杆,样品收集单元连接于离子分离柱单元下端,连接杆用于固定离子分离柱单元上端,高度调节单元可拆卸地连接在固定杆上且将离子分离柱连接杆固定于固定杆的不同高度,高度调节单元使离子分离柱连接杆和离子分离柱单元的高度发生改变。
所述的固定夹位于离子分离柱单元的上、下两端;所述的垫片与离子分离柱单元内的树脂接触。
所述的固定单元、高度调节单元、离子分离柱单元和样品收集单元均为若干个,若干离子分离柱单元包括Nd同位素分离柱和Sr/Pb同位素分离柱。
至少3个离子分离柱单元分别含有Sr. Spec特效树脂、TRU. Spec树脂、Ln. Spec树脂。
采用多种同位素离子分离柱装置的分离方法,包括如下步骤:
1). 离子分离柱建立:建立a、b、c三种规格的分离柱,a为长度为6cm,上端开口直径为70mm的Sr/Pb分离柱;b为长度为5cm,上端开口直径为70mm的Nd分离柱;c为长度为10cm,上端开口直径为140mm的Nd分离柱;
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