偶氮胂III的应用与研究

2025/6/25 9:32:17 作者:风华

概述

偶氮胂-III又被称为铀试剂III,是一种偶氮染料[1],分子式为C22H18As2N4O14S2,分子量为776.37,常温常压下表现为暗红色粉末。偶氮胂III性质稳定,微溶于水(如是钠盐则可溶于水),溶于碱溶液,不溶于乙醇、乙醚和丙酮。其在中性及酸性溶液中呈橙红色,在碱性溶液中呈玫瑰红色。

偶氮胂III.jpg

应用

偶氮胂III的应用广泛,可用于检测镁、锰、铁、镧、镎、钯、钋、钚、稀土金属、钪、钍、铀等多种元素,下面就部分应用实例展开详细介绍:

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为增敏剂,在pH4.4的HAc-NaAc介质中,1,10-邻菲Ⅱ啉(Phen)存在下,痕量锰催化高碘酸钾氧化偶氮胂III的催化动力学光度法。在试验的各种表面活性剂中,发现十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)能显著提高反应的灵敏度,比不加时提高1.5倍。在35℃反应16min的条件下,测定锰的检出限为6.38×10-8g/L,对0.05μg/25mL锰(Ⅱ)进行11次测定的相对标准偏差1.79%,该方法已经成功地用于茶叶中总锰以及茶叶浸出液中锰的测定[2]。

化学分析领域还报道了一种现场铀快速分析方法及其专用试剂包。试剂包由偶氮胂III,无结晶水的硫酸氢钾固体和乙二胺四乙酸二钠按质量比0.50~1.50:2.70~4.05:10~60混合,每份质量为13.20~65.55mg分别密封包装。具体应用中,只要在分析检测时加入此铀固体试剂包于样品中,便可进行铀的光度检测。该发明无需多步加入试剂,解决了传统检测中耗时长,步骤繁琐等问题,具有操作简便,省时,满足现场要求等优点,可用于生产中的批量检测[3]。

有关研究

铜离子作为一种普遍应用于工业和生活中的重金属离子,它的过度排放对自然环境包括人类造成了严重的危害。放射性核素铀在作为一种清洁能源的同时,又蕴含无限危害。生产生活中,重金属铜离子和放射性核素铀的排放不仅造成了污染,而且盲目排放还造成了资源的浪费。因此,在处理铜离子污水和放射性核素污水的同时,还应该考虑资源的回收利用。处理污水的方法有很多种,其中吸附法可以同时满足这两个目的。葡萄糖水热合成的活性炭作为一种新型的吸附材料,具有绿色,无毒,不会对环境造成二次污染等的优点,因此有望成为一种高效的吸附材料。利用偶氮胂Ⅲ对铀的强络合作用,对其进行疏水处理,可以合成新型的铀吸附材料。

具体研究过程包括以下几个方面:(1)通过水热合成的方法合成氨基改性活性炭材料。(2)通过硅胶包覆的方法合成偶氮胂III硅胶包覆材料。(3)通过紫外可见光谱法,对金属离子Cu2+在不同离子印迹材料上的进行吸附分析。(4)通过紫外可见光谱法和微量铀分析仪器对铀酰离子在改性活性炭上的吸附行为进行研究.(5)利用扫描电镜和透射电镜研究氨基改性活性炭微球及偶氮胂III包硅吸附材料的结构和形态,FTIR检测分析氨基改性活性炭材料的官能团,XPS检测分析官能团中各键偶合情况,在最佳吸附条件下,对比各个合成的材料以及一些商业活性炭对铜离子和铀酰离子的吸附性能。

结果发现,通过水热合成方法合成的铜离子印迹氨基改性吸附材料和钨离子印迹氨基改性吸附材料在扫描电镜下显示形状整齐,粒径分布不均一,其中铜离子印迹氨基改性吸附材料在透射电镜显示为由很多6-8nm的微小粒子组成的二次粒子。铜离子在这两种氨基改性活性炭上的吸附数据结果表明,对铜离子的吸附受pH的影响,在离子共存体系中对铜离子的选择性吸附远高于同等条件下合成的非印迹吸附材料。通过氨基改性活性炭对铀酰离子的吸附性能研究,氨基改性活性炭对铀酰离子具有较强的吸附能力,在低浓度铀酰吸附实验中,对铀酰离子的吸附率在99%以上。通过偶氮胂III硅胶包覆材料对铀酰离子吸附性能研究,pH对吸附的影响比较大,偶氮胂III硅胶包覆材料对铀酰离子具有较好的吸附能力。

上述研究可得出如下结论:(1)在离子印迹材料对铜离子的吸附性能研究中,发现氨基功能团对铜离子有很强的络合能力,印迹材料对共存离子溶液中的铜离子具有非常高的选择性,其选择性大大高于非印迹材料。(2)氨基功能团可以与铀酰离子进行配位,对活性炭进行氨基改性,可以提高活性炭对铀酰离子的吸附能力。(3)对偶氮胂III进行硅胶包覆后,可以合成一种新型的铀酰离子吸附材料,这种吸附材料对铀酰离子有较好的吸附能力[4]。

参考文献

[1]陈学源.铀试剂分光光度法测定钛合金中微量锑[J].钛工业进展, 1993(03):19-20.DOI:CNKI:SUN:TGYJ.0.1993-03-011.

[2]余萍,高俊杰,张东.十六烷基三甲基溴化铵增敏锰(II)催化高碘酸钾氧化偶氮胂III分光光度法测定锰[J].化学试剂, 2006.

[3]肖赛金,黄龙珠,张兴磊,等.现场铀快速分析方法及其专用试剂包:CN201110079935.X[P].

[4]彭维.新型铜和铀吸附材料的制备及其吸附性能的研究[D].吉林大学,2015.

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