Способ стабилизации образцов полимерных анионитов Советский патент 1991 года по МПК C08K5/05 G01N1/28 

Изобретение относится к анализу веществ физико-химическими методами И может быть использовано для рентге- носпектрального (РСМА) и других методов анализа высокомолекулярных ионообменных материалов.

Целью изоиретения является повышение точности и воспроизводимости результатов анализа образцов аниони- тов локальными методами.

Пример 1. Проводят под отов- ку образцов полимерного ионообменного материала - анномитов ВП-1Ап и АМ-п для РСМА. Зерна анионитов, насыщен- ,ные ураном из модельных сернокислых растворов, содержащих 10 г/л урана, при рН 3,5, соотношении фаз 1:200 и продолжительности контакта 5 мин, после отделения от контактирующего

раствора погружают в этиловый спирт на 8 ч, после чего анализируемый материал закрепляют в форме, шлифуют, проводят РСМА. Параллельно проводят пробоподготовку гранул анионитов со стабилизацией по известному способу (в жидком азоте).

На фиг.1 представлены концентрационные профили распределения урана в гранулах анионита ВП-1Ап,без стабилизации; на фиг. 2 - то же, стабилизация в плавящемся криагенте - жидком азоте (прототип); на фиг. 3 - то же, стабилизация в этиловом спирте (предлагаемый способ).

Обработку результатов РСМА проводят на ЭВМ.

На фиг. 1-3 по осям ординат отложены: слева - относительная интенсивО СЛ

4

00

316543

ность характеристического рентгеновского излучения анализируемого элемента (урана), справа - содержание анализируемого эпемента (мас.%), по оси абсцисс - диаметр гранулы (мкм).

При отсутствии операции стабилизации образца происходит диффузия урана в центр гранулы (фиг. 1). Без стабилизации профиль распределения ура- на в грануле видоизменяется и становится менискообразным с содержанием урана 26,6% по краю гранулы и 9,8% в центре, что не отражает истинной картины распределения урана.

При стабилизации образцов в жидком азоте процесс диффузии урана заторможен (фиг. 2). При этом уран локализован в поверхностных слоях гранулы толщиной 220 мкм, где его содержание тигает 30,8%, а в центре гранулы уран не обнаружен, т.е. закономерности распределения урана аналогичны распределению на фиг. 3. Однако на кривой концентрации наблюдаются рез- 15 кие перепады точек относительно кривой распределения, что соответствует участкам гранулы с трещинами,которые искажают картину распределения исследуемо3

3

4

го элемента.

Стабилизация путем погружения гранул в этиловый спирт позволяет зафиксировать истинный профиль концентрационного распределения ионов уранила в необходимый момент времени (фиг. 3). На поверхности гранулы толщиной 200 мкм содержание урана достигает 33,5%, в центре гранулы уран не обнаружен.

Результаты исследований даны в табл. 1-4.

Из данных табл. 1 следует, что воспроизводимость результатов РСМД предлагаемого способа практически на порядок выше известного.

Из табл.2 следует, что точность определения результатов по предлагаемому способу на порядок выше точности по известному способу.

П р и м е р 2. Проводят подготовку образцов для определения микротвердости гранул анионита ВИ-1Ап, насыщенных железом, из растворов, содержащих 50 г/л железа, при рН 3,0, соотношении фаз 1:200 и продолжительности контакта 1 ч. После отделения от контактирующего раствора гранулы погружают в этиловый спирт на 6 ч, подвергают про- боподготовке, как описано в примере 1,

4

д 5 0

5

40

45

50

1

и определяют микротвердость гранул крупностью 0,8 мм по их радиусу на микротвердомере ПМТ-ЗУ при вдавливании алмазной пирамиды под нагрузкой 50 г. Одновременно гранулы анионита подготавливают по известному способу со стабилизацией их в жидком азоте.

Из данных табл. 3 видно, что по результатам микротвердости выявлена локальная зона заполнения железом гранулы, где числа твердости (Н) составляют 125-142 кг/мм . В центре гранулы, где железо отсутствует, твердость ниже (25-30 кг/мм ). Для образца, стабилизированного по известному способу, наблюдается значительный разброс результатов по глубине гранулы как в локальной зоне заполнения (103-174 кг/мм ), так и в центре гранулы (12-43 кг/мм ), что вызвано наличием микротрещин в грануле.

Пример 3. Проводят подготовку образцов полимерного ионообменного материала анионита АМ-2Б для РСМА. Зерна анионита, насыщенные цинком из модельных растворов, содержащих 30 мг/л цинка, при ,5-11,0, соотношении фаз 1:3000 и продолжительности контакта 30 мин, после отделения от контактирующего раствора погружают в этиловый спирт на 5,6,7 и 24 ч.

Из данных табл. 4 видно, что содержание цинка в точках вдоль радиуса гранулы неизменны при продолжительности выдержки в этиловом спирте 6,7 и 24 ч, и глубина проникновения цинка внутрь гранулы составляет 80 мкм. При времени выдержки 5 ч глубина проникновения ионов цинка составляет 120 мкм, содержание цинка в каждой точке ниже, чем в предыдущих случаях, что свидетельствует о диффузии ионов цинка вглубь гранулы и некотором искажении аналитической информации. Кроме того, время контакта катионита со спиртом должно составлять 6-7 ч.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность и воспроизводимость результатов анализа образцов полианионитов локальными методами, например рентгеноспектраль- ным микроанализом.

Формула изобретения

1 . Способ стабилизации образцов полимерных анионитов, включающий контактирование анионитов со стабилизи-.

5165 311

рующей средой, отличающии- fc я тем, что, с целью повышения точности и воспроизводимости результатов анализа указанных образцов локальными

методами,

в качестве стабилизисреды используют этиловый

рующей спирт.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контактирование анионитов со стабилизирующей средой производят в течение 6-7 ч. Таблица 1

Изобретение относится к анализу веществ физико-химическими методами и может быть использовано для рентге- носпектрального и других методов анализа высокомолекулярных ионообменных материалов (полианионитов). Способ стабилизации образцов полианионитов включает контакт полианионитов со стабилизирующей средой. Согласно изобретению в качестве стабилизирующей среды используют этиловый спирт. Контакт полианионитов со стабилизирующей средон предпочтительно проводят в течение 6-7 ч. Это позволяет повысить на порядок точность и -воспроизводимость результатов анализа образцов полианионитов локальными методами, например рентгеноспектральным микроанализом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл. $ (Л

Способ Стабилизация об- Анионит Воспроизводиразцамость результатов

Извест-Плавящийся криа-ВП-1Ап0,30

ныйгентАМ-пО,28

Предла-Этиловый спиртВП-1Ап0,03

гаемыйАМ-п0,04

Таблица 2

Содержа- Погрешность определения, %, по способу ние урана, X, % предлагаемомуизвестному

ВП-IAn АМ-п ВП-1Ап I АМТП

50,210,282,11,96

100,420,д64,23,92

,630,846,35,88

200,841,128,47,84

301,261,6812,611,76

ТаблицаЗ

2 асстояние вдоль Микротвердость Н, кг/мм , по способу

адиуса гранулы,

кмпредлагаемому I известному

- - -- - - - - - ----J--- - - - -- - - -. - п м

О142151

50138174

100120125

2002622

2503034

3002812

3502043

Образец

Ю 70000

,1

2

1

О

Таблица 4

без стабилизации % м е У (МАХ)0,203571

800

Образец

10 юооо

,t

200tOO600800

Фиг. 2

Образеи,

10 70000

Жидкий криагент уулшу 0,20357

У0,м.е

Ю

Этиловый спирт % м е У (МАХ) 0,2035 7

30

Ю

200WQ600800

Фиг 3