Trong bẩn luận văn này đã trình bày những kết quổ nghiên cứu trong lĩnh vực phân tích quang phổ dung địch để xéø địna một sf REDE @ổ trong quặng của nước ta và trong 1420.- = Nghiên cứu
Trang 1
Bằi long Biên
Xác định các aguyên vã Ce,fr, 8d trong tà Ôz
Và cúc nguyễn § Ce,la ,Pr, Nd trong quảng
aét nism Viêb nam bằng phương pháp quangphổ phat xg dung dich ding điễn cực nao đẫn xốp
Chuyên nganh loa phân bích số O2082
Trang 2BO DAT HOC VA TRUNG HOC CHUYEN NGHTEP
TRUONG DAT HOC BACH KHOA Ha WOL
But Leng Biên
XÁC DINE CAC NGUYEN TO Ge, Pr, Nd PRONG Lag,
VA CAC NGUYEN TO Ca, La, Pr, Nd TRONG QUANG Das? HIEM VIBT NaM BANG PRUONG PHAP QUANG PHO PHAT ZA DUNG DICH DUNG BIEN CUC MAO DAN XOP
L496#
tốn tẾt luận ấm Phố tiến sĩ khoa họo kỹ thuật
Ghuyên ngành hóa phân tÍch sổ 0†082
Hà Nội « 1979
Trang 3BO MON HOA PHAN SICH TRUONG DAT HOC BACH KHOA HA NOT
CO QUAN NHAN XBT TỔ Quang phổ
Trường Đại học Mổ-Địn chất NGUOI NHAN XET THỦ NHẠT Phan Vin thích
Pho tién si Toán lý Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội
NGUOI NHAN XEÌ THU HAI Nguyễn Văn Cần
ˆ Phó tiến sĨ hóa học
Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội
Bản tố tất luận ẩn này được gửi đi ngày Luận án được bổo vệ trước Hội đồng chấm luận án Phố
tiến gĩ khoa học tại trường Đại học Bách khoa HồNội
Thời gian
Địa điểm
Ý kiến nhận xét xin gửi tổi ¡ Phòng Nghiên cứu khoa
hec trường Đại học Bếch khoa Hả Nội
luận én boàn vốn được lưu trữ tại : Thư viện trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Trang 4-3~ À
“wd piu
ño nhữn tinh chal bée hoo dio bidt, ngky nay ede nguyéa +8 dét hiển (NTDH) đã được mử đụng rộng xãi trong nhiều ngành khoa học và ký
thuật biện đại Theo những tài li§u đã công bố, thì nguồn tải nguyên
chia cde NIBH ở nưỐc te cế giá trị đống kể, Đó là cơ sở quan trong cho vige nghién cứa chế hóa và sử dựng; NEHH ở nước ta Dó đố việc nghiên cứu phương pháp phân Son aan giá bàn lượng cáo nguyên vế
này 1ã rất quan trọng
Góc WTBH có cốc thông sổ về cấu tạo nguyên tử rất giống nhau do
đổ việc xếc định thành phần cốc HTEM lễ công !êe khố khăn đổi với
người làm công tếc phân tÍch, đặc biệt trong trưởng hợp các nguy^" tố này là các tạp chất txong các sản phẩm giầu cấo N?ĐH, hoặc vật liêu NTDH 06 d6 sack sso
Trong nhiều năm trở lại đẩy, phương pháp phén tÍch quang phổ đố tzỷ thành phương phấp dược dùng chủ yếu trên thể giớt để phân tích
định tính và định lượng cáo W?BH Ổ nước te, phương phấp này sỗng đã
được đùng khế phể biến để xức định cổo nguyên tố trên trong công táo
thăm dò, điều tra khoding sẩn Tuy nhiên vide này cồn ở hước đằn,về cd khể năng phương phap (thể hiên qua độ nhạy và độ lặp: ‘lat của phep xác định) và thể loại phương phấp (ohl yến¿dùng cáo phương pháp phân tích bến định lượng và định lượng đe ms bột), và cả về đối tượng phân
tíqh (chủ yếu là phân tích sốc HEĐH trưng quặng, khoáng)
Trong bẩn luận văn này đã trình bày những kết quổ nghiên cứu
trong lĩnh vực phân tích quang phổ dung địch để xéø địna một sf REDE
@ổ trong quặng của nước ta và trong 1420.-
= Nghiên cứu chọn môt đạng điệu cực phủ hợp hơn chớ phép phân
tÍqb quang phổ đưng địch, cổ tếo dụng lan giểm bề dày lớp dung địch
trên mặt điện cực trong quá trình kích thích quang phổ, nhằm nâng cao
độ nhạy và độ lắp lại của phốp phân tÍch,
- Nghiên cứu các thông sổ về : Nguồn kích thÍch, chế độ kích thích và ghi phổ, thành phần dung địch và cốc yếu tố khẩc cần thiết
cho quả trình xếœ định cốc nguyên tố Ce, La, Fz, Nê trong quống Jat
hiển VN và cae nguyễn +8 Ga, Pr, Wd trong 5ag0s "bing phương phấp phân
tích quang phổ đụng địch đùng loại điện sực mốt này,
Trang 5kết wd thực nghiệm,
CÁC KET QUÁ NGHIÊN CUU
€ấc kết quả nghiên cứu thủ được trong qua trình nghiên cứu đùng các mấy và hóa ohẩt sau :
Mấy, ¿ Mốy quang phổ lăng kính thạch anh WCH-?£ ; máy quang phể
cách thẳng 768 ¬'2, 0ắo nguồn mấy phát ¿ Mấy phát bồ quang vạn năng IET-1, mẩy phát tia tửa điện ur -3 Mdy do d6 den GII
Héa chất : Gde NTBH số độ sạch khd cao (99-99,95) được tỉnh chế
lại bỗng phương phấp trao đổi ion, và cốc bóa chất khác có độ "tỉnh khiết hốa bọc" hay đô "tỉnh khiết phân tích";
3— Nghiên cứu chợu dạng điện ure :
Phương pháp phân tích quang phổ dung dịch đã ra đời gồền mộttrăm
nim nay, wa d& phat triển rất phong phú, bao gồm nhiều phương pháp ou
thể, được gốn với một đẹng điện cực dùng để đưa mẫu vào trường kích
thieh Phương pháp phân tích quang phổ dung dịch có những ưu điểm nổi bật so với phương phấp phân tích quang phổ cốc mẫu rấn 1À cThènh phần các cấu tử phân bổ đều, cấu trúc của mãu không ảnh hưởng đến kết quả
nghiên cứu, việc chuẩn bị mẫu đều (mều chuẩn) và uẫu phân tích Ít tốn
công
kột vấn đề lớn tồn tại trong phương pháp quang phố dung địch là
độ đầy của lổp dung địch trên mặt điện cực trong quá trình kích thích khd lứn, lãm cho lượng lớn hơi nước đi vào trường kích thích Hiện
tượng này cố ảnh hưởng đến nhiều quế trình trong plaema, lim ting cáo yếu tổ không kiểm soát được trong quá trình kích thích, mặt khde lâm tầng cường độ của quang phỗ đổn và quang phổ liên tục Những yếu tổ
đó đã làm Ảnh tưởng nhiều đến độ nhạy và độ lặp lại sa phương phấp xác định,
Đặc biệt 1à điện cực mao đẫn (đo 2inek đề xuất h.1) va dignoye
xốp (đo Phenman đề xuất, h;Z) đã được mử đụng rộng rỗi trongphân tích,
nhưng êo cấu tạo của chứng như vậy, nên lượng lứn hơi nước đi vào
Trang 6-5- trudng kfoh thfeh, nh&t 1A kit kfeh thfch lau whitu tác giả đã nghĩ
cứu cải tiển các loại điện cực này và đã thu được nhiều kết quả ddng
xã,
Để phất huy ưu điểm cỬa loại điện cực xốp, chúng tôi đề nghiyưt
loại điện cực mới, cố cấu tạo khác; được gọi lã "điện cực mão dân xổ; Với loại điện cực này, sự vận chuyển dung dich vao trường kích thích
nhờ hiện tượng mao din, trong đồ cố sự mao đẩn qua lớp xốp ở đầu điễn cực Theo cấu tạo như hình 3, dung địch từ ngoài vào theo ống đến
ngang 1, dén ống dẫn thẩng 2 và các Ống mao đẫn ngang 3, rồi từ des
được mao dẫn lên phía trên mặt điện cực và tham gia vào quả trÌnhkÍch, thích Do cấu tạo như vậy, dung dịch eẽ được vận chuyển đền đặn lêu
phía trên mặt điện cực, và do đó lốp dung dịch trên mặt điện cực số xẩt mổng, nên có khổ năng cho độ nhạy và độ lặp lại cao
1.1= Cấc thông sổ chế tạo : Trong quá trình vận chuyển dungdick vào trường kích thích, thì quá trình vận chuyển dụng địch qua lứp xếp
tzên đầu điện cực là chậm nhất và số ảnh hưởng rất quan trọng đến độ
nhạy và độ lặp lại của phếp xác định Lớp xốp là một hệ thống mao
quan, eye nhổ, về việc vận chuyển dung địch qua hệ mao quan này được
mô tổ bởi công thức của: Hagen Poijeij +
k w‹ § «Pe cost
0 (1-W).1 < đẹp
Y ¬ Lượng đụng địch thấm lên,
k ~ Hệ nổ cổ giá trị 1/2 + 2 trà
w~ Độ xếp của điển cực,
F - phần điện tấch tiếp xúc vớt dung địch và điện tích mặt trên của điện cực GuÊ,
Cond = gốc thém cot cle mao quản
oy - Bề mặt riêng của khổi œraphit cm2/em)
Ấ - Độ nhớt động lực họco g/0m, nee 1,
fen oc Ghiều đài trung bình của các Ống mao quần
4 - _ Bức căng bề mặt,
Do đó cần phải nghiên cửa các thông số chế tạo điện cực nhấm
đảm báo được tốc độ dẫn dung địch tốt, mặt khếc để đểm bảo điện - “cực
Trang 7nghiên cứu cấc đường cùng bay bơi và so sánh độ den cde vạch quangphổ,
cho phếp kết luận về kích thước và chế độ gia công độ xốp điện cực
nh B8u ¿
a) KÍch thước điện cực : Điện cực dài 1O-13mm, nếu là điện cực được sếm vào cốc có để bằng kim loại ; hoặc đài 25mm, nếu điện cực được cắm vào cốc đựng dung địch không cổ để bằng kim loại, các 1ö đần
ngang và 15 đãn đọc có đường kính Ø = 1 -2mm; Phía trên điện cực có bai 15 mao đãn ngang cố kích thước Ø = 1,2 - 1;4mm, được bố trí đều
đặn và thẳng gốc với nhan, cách mặý điện cực từ 0,7 — tam, Toàn hề
điện cực được cẩm vào cốc đựng dung địch (h.3đ), trong đố khoảng cách
từ mặt điện cực tới mặt dung địch tử 3 - 6mm,
b) Chế a6 gia công đệ xốp điện cực Việc gia công độ xốp điện cực được thực hiệp hằng oách nung brong lò điện với chế độ sau :
Cực By va By của tiên Xô : chang 6002 trong 5 giờ hay 650° trong
3 giờ Cực than Trang Quốc : 6002 trong 3 giờ hay 650° trong 2 giờ,
1.2= Đếnh giá khổ năng của điện cực Việc đánh giá khổ năng của điện cực được thực hiện bằng cách øo sánh các kết quả khảo sát trên loại điện cực này với các kết quả khổo sất trên mội số loại điện cực
này với các kết quả khảo sốt trên uột sổ loại điện cực, hoặc phương
phấp đưa dung địch khác vào vùng phóng điện, cụ thể đạt được như saU ¿
=) Nhiệt độ plssma : Kết quả đo nhiệt độ plasne trong quá trình
kích thích trên loei điện cực mao đến về loại điện cực mao đẫn xếp
được trình bầy trong bổng 1
Bằng 1 - Nhiệt độ của plazma trong quá trình kích thích
trên loại điện cực xốp và điện cực meo đãn XỐp
Mao đền xếp | 30 ela 1 60 gify ! 90 giấy ! 120 giây 1
!
Trang 8
td 18 1 1 1 § I1 vế ! 8 ! Wis 1l về
-%- Với các kết quổ trong bảng 1 cho thấy, nhiệt độ plamna đạt cân
bằng nhanh gsau khi kích thích, va các giá trị nhiệt độ đo được khi
kích thích trên hai loại điện cực trong thời gian tương ứng 1À gần
như nhau,
b) §o sếnh dang các đường cong bay hơi, Các kểt quả so sénbdang
các đường cong bay hơi thu được trong quá trình kích thích quang phể
trên loại điện cực mao dẫn xốp với sốc đường cong bay hơi thu đượckhi kích thích trên một sổ điện cực khấc được trình bày trến các hình 4
và 5
¢) §o sánh độ nhạy và độ lặp lại của điện cực mao đẫn xốp và một số điệủ cực khác được trình bây ở bổng 2
4
-| -1 ———=~>z~===l>c===~il======
$o sánh độ đen (8) ca vạch quang phổ ghi được khi
kích thioh trên cốc loại điện cực (¡ = 1,2a,ˆ nồng
độ 0,2mg/ml, không khổi phống)
' ' 8 theo thời gian ghí phố khấc nhau (phút) 1
! oye Ị ————l ——=l~—=>—=====— ~~! 1
'
!
!
£0,311 7 20,771 7 14,241 9 11,62 1 10
10,171 6 10,331 7 ! nét dung dich 1 10,321 ° 8 10,79! 10 1 vỡ điện cực 1
Ghi chí ¿ 5 Độ đen cửa vạch quang phổ
ve HG ad giao động ve -8- ‹ 100 ;¡ 8 18 phương sai trung bình của độ đen vạch
quang phô trorz nhóm phếp do đố
VoL ode kết quể ở phần trên cho thấy :¿ Quá trình kÍch thÍchtrên điện cực mao đần xốp đặt cân bằng nhanh sau 4O ~ 60 giây, và aan đó khế n định trong thời gian đài hơn so với các loại điện cực xốp và điện cực mao dẫn Điều đổ chứng tổ, việc cung cẾp dụng địch vào trường kÍch thích, cũng như các thông sổ về điện, điện cực và các quá trình
Trang 9thấy dạng điện cực này cổ nhiều khổ năng cho các kết quả phân tÍch cổ
độ phay và độ lặp Lại cao Như vậy đạng điện cực mới này hoàn toanđáp
víng được những yêu cầu của phếp phân tích quang phổ định lượng
11.~ 0hạn cấc điều kiến xác định các nguyên tố Ce, Pr, Wa trong
1a0; và cấc nguyên tổ Œe, La, Pr, Wđ trong quỹng đất hiểm VN,
1- 0e thông số nguồn : Mấy phất tie lửa điện nữ = 3 (LE) ao
a3 phic tap, o6 cdc théng sé ngudn : L = 0,01 mH 3 C @ 0,005 wP
Vs 220¥; is 1,2a Khoảng cáoh điên cực phụ va điện cực phan
tích : 2,5mn Điện cực đưới : mao dẫn xốp, điện eyo trên : điện cực
phẳng cổ Ø = 4mm,
2 cáo vạch phân tÍch ¡ £r +r4206, T4 'Ạ9,PRr+ 410075 4” Cerr
4186,60 a° , Nd,, 4156,98, Hang 526512 +
vạch so sắnh : 89r+ 4415, 56A” ¿ 8er; 4314/09 A” và 1arr4204,04 A”
3- Khổo sất cáo yếu tổ ảnh hưởng ¿
a) Đường cong bay hơi của oếo nguyên tổ trong cáo hệ cổ nồng độ tổng cộng và tỷ lệ các nguyên tổ khốc nhau đều cố đạng Ổn định nhơ các đường cong bay hơi đã khổo sắt,
b) Bản chất và nồng a9 các đưng địch axit + Cae exit H B0 B04»
HCL 06 cùng nồng độ (O,1 và O,2N) không có ảnh hưởng zö rệt đến cña giá trị 8 và as tăng uồng độ exi% đã làm tống 8 các vạch quang phổ, nhưng không có ảnh hưởng dén AS cla các ofp vach phan Ý ch
ce) Sy cố mất trong dụng địch sáo nguyên +6 tap chẩt không phải
lồ nguyên tổ $ất hiếm : Hat, Kt, Ca®t, wget, Bal 2+ pelt, at, cut
(với Lượng nhớ hơn O,1mg/ml) đầu Lin giảm ø của các vạch quang - phổ
nghiên cửu, nhưng không ảnh hưởng dio AG
Gốc nguyên tổ đất uiểm Le, 0ø; PP, Hồ, ï cổ trong dung dịch với
tỷ lệ khấc aben đã khôug ảnh hưởng đến A8 của sốc cặp vạch phâu tích
a) thọn kboểng nồng đệ tông cộng sửa dung địch trong phep xda
dink Ge, Pry Sd trong La g5°
Trang 10
~9-
Khi tăng nồng độ tổng công của các nguyên tổ đất biển trengdung ,
địch nghiên cứu đã cố tác đựng lem gidm 3 của cấc vạch quang phổ và
lâm tăng 8 nên quang phổ, đưa đổn làm giểm độ đốc của cốc đường chuẩn
AS - 1g0 Nương khi tăng nồng độ của nguyên %ố nền (La.02) lại làm tăng lượng tuyết đổi của nguyên tổ xếo định Kết quả khảo sết cho thấy khoảng nồng độ tổng công của các nguyễn tố đất hiém od trongdung dich
14202 tư 6 - 10mg/ml là thÍch hợp eho vide xết định các nguyên tổ trên
trong La29,‹
\
8) hẹn thời gian ghi phổ trên cơ sở đọng cáo đường cong bayhơi
‘eho thấy cổ thể chơn thời gian khởi phống lả 1 phít và thời gian ghi
phổ từ 1 - 4 phút, Mặt khếc nghiên cứu các đường chuẩn A68 ~ lg Ơ ung
với thời gian ght phô khée nheu cho phép kết luận rằng : Sự kếo â à 1
thời gian ghỉ phổ đã Số tác dung lam giểm rõ rệt giới tan audi của
phếp xếo định, úy nhiên khi kích thích với thời 'gian trên 4 phốt sŠ
lam tăng gốc yếu tổ không kiêm soát được, ao đố làm tăng sai sổ của phếp xóo định
.KẾt quổ phân tích mẫu kiểm tra được trình bày ở bẳng 2
Đảng 2
Kết quả phân tÍch mẫu kiểm tra
'
Sguyên ! ane xào : Tượng tâm được } sai số :
s— Vếnh xế định cấc nguyên tổ Ce, fr, Nẻ trong La,0, |