一种BPHA萃淋树脂及利用其分离与富集环境与地质样品中钼的方法

技术领域

本发明属于地球化学领域，具体涉及一种BPHA萃淋树脂及利用其分离与富集环境与地 质样品中钼的方法。

背景技术

钼元素是对氧化还原环境变化非常敏感的元素，尤其是钼的同位素，目前在地球科学上 作为氧化-还原环境变化的指示指标，是近年来发展起来的新兴地球化学研究手段，受到地球 科学家们的广泛关注。由于钼在地质和环境样品中的含量很低（10^-9～10^-6），对其进行分离富 集和分析比较困难，目前地质和环境样品的钼的分离富集方法主要采用离子交换树脂的方法， 该方法分离流程复杂，空白高，而且回收率低。

萃淋树脂是将萃取剂吸附到常规的大孔聚合物载体（极性或非极性载体）上制备而成， 有人将这种技术叫做固-液萃取技术。萃淋树脂将溶剂萃取和离子交换树脂方法结合起来，因 此具有溶剂萃取法的高选择性和离子交换树脂的高效性的优点，有些可以作为分离某种金属 离子的特效树脂使用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能够用于高效分离富集地质和环境样品中钼的特效树脂 —BPHA萃淋树脂及其制备方法。

本发明的BPHA萃淋树脂是通过以下方法制备的，该方法包括以下步骤：

将N-苯甲酰-N-苯基羟胺（BPHA）溶于乙醇中，再加入聚甲基丙烯酸型大孔聚合物树脂， 振荡使聚甲基丙烯酸型大孔聚合物树脂满载N-苯甲酰-N-苯基羟胺，然后加热使乙醇完全挥 发，残留物即为BPHA萃淋树脂。

所述的聚甲基丙烯酸型大孔聚合物树脂优选为Amberchrom CG-71树脂。

本发明的第二个目的是提供上述BPHA萃淋树脂在分离富集地质和环境样品中钼的应 用。

本发明的第三个目的是提供一种利用BPHA萃淋树脂在分离富集地质和环境样品中钼的 方法，其特征在于，包括以下步骤：

以BPHA萃淋树脂作为填料，将其填入柱子中，然后分别顺序用6mol L^-1HF和超纯水 预洗该BPHA萃淋树脂，再用0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液进行柱平衡，将待分离 样品上样，利用0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液淋洗杂质和干扰离子，再利用6mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液将吸附在BPHA萃淋树脂上的钼洗脱下来，由此得到待分离样品 中的钼。

本发明通过将N-苯甲酰-N-苯基羟胺（BPHA）负载到聚甲基丙烯酸型大孔聚合物载体 （CG-71）制备出BPHA萃淋树脂，BPHA是一种有机试剂，通常溶解在氯仿中用来萃取周 期表中第IV B，V B和VI B族元素族元素如Zr，Hf，Nb，Ta，Mo，W和Ti等元素，本发 明的BPHA萃淋树脂对钼具有特效吸附性，在0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液中，Mo 被完全吸附在BPHA萃淋树脂上，而其它离子不会被吸附，最后用6mol L^-1HF/1mol L^-1HCl 混合溶液将Mo完全洗脱下来，达到将Mo与其它元素分离的目的，极大的提高了对地质和 环境样品中钼的分离富集效率，从而使该方法能应用于超低含量样品的钼含量及钼同位素分 析测试中。本发明将会成为实验室分析钼元素及同位素的特效树脂分离方法。

附图说明：

图1是利用本发明制备的BPHA萃淋树脂分离样品中Mo的淋洗曲线。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

以下实施例的BPHA萃淋树脂是按照以下方法制备的：

首先称取2克的N-苯甲酰-N-苯基羟胺（BPHA）有机试剂，将其溶解在40毫升的无水 乙醇中，其浓度为5%，然后加入6克的聚甲基丙烯酸型大孔聚合物树脂（Amberchrom CG-71， 粒度为50-100um,Supelco Inc.,USA），在室温下（25℃）振荡12小时，使Amberchrom CG-71 满载BPHA（在本体系中BPHA是过量的，振荡12小时后，溶液中还残留了BPHA，说明 Amberchrom CG-71已经满载BPHA）。将其在60℃下加热，使无水乙醇完全挥发，残留物即 为制备出的BPHA萃淋树脂，最后将其密封保存在2%的乙醇溶液中备用。

BPHA萃淋树脂吸附容量：

将10ug g^-1的Mo标准溶液通过BPHA萃淋树脂柱（柱高3厘米，树脂体积为1毫升， 对应的干树脂的重量为0.5克），每次上样2毫升，分别接收淋洗液，直到检测出淋洗液中有 Mo出现。通过下面方程，计算出树脂的吸附容量：

C=cV/W

其中C为树脂的吸附容量，W是所用树脂重量，c是钼溶液的浓度，V是钼溶液使用体 积。上述制备出的BPHA萃淋树脂的吸附容量为0.72mg g^-1。

实施例1

以国际玄武岩标准物质BHVO-2为分析对象，测定其Mo含量。

称取35-50毫克的BHVO-2粉末，用浓的HF-HNO₃在130℃完全溶解，蒸干后，加入2 毫升浓HCl，再次蒸干，最后残渣用2毫升0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液提取（待分 离样品）上BPHA萃淋树脂柱分离，树脂用量为1毫升（对应干重量约0.5g）。BPHA萃淋树 脂柱化学分离流程具体为：将BPHA萃淋树脂装填到柱高为3厘米体积为1毫升的聚丙烯离 心柱中（对应的干树脂量为0.5克），分别顺序用2毫升6mol L^-1HF和超纯水预洗该BPHA 萃淋树脂，然后用2毫升0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液进行柱平衡。2毫升待分离样 品上样，利用8毫升0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液淋洗杂质和干扰离子，最后利用8 毫升6mol L^-1HF/1mol L^-1HCl混合溶液将吸附在BPHA萃淋树脂上的Mo洗脱下来。具体 分离流程见表1。

表1：BPHA萃淋树脂柱分离化学流程

Mo的测量采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），2ng g^-1的Mo标准溶液作为外标，加 入Rh作为内标元素监控仪器灵敏度的漂移。

测试最终得到的BHVO-2的Mo含量及回收率如表2，淋洗曲线如图1所示。

表2：实施例1对岩石标样BHVO-2含量测量结果。

实施例2

以国家海洋沉积物标准物质GBW07316为分析对象，测定其Mo含量。

称取35-50毫克的GBW07316粉末，用浓的HF-HNO₃在130℃完全溶解，蒸干后，加入 2毫升浓HCl，再次蒸干，最后残渣用2毫升0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl提取上BPHA萃淋 树脂柱分离，树脂用量为1毫升（对应干重量约0.5g）。BPHA萃淋树脂柱化学分离流程同实 施例1，具体如表1所示。Mo的测量采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），2ng g^-1的Mo 标准溶液作为外标，加入Rh作为内标元素监控仪器灵敏度的漂移。

测试最终得到的GBW07316的Mo含量及回收率如表3。

表3：实施例2对沉积物标样GBW07316含量测量结果。

实施例3

以国际海水标准物质IAPSO为分析对象，测定其Mo含量。

称取20克的IAPSO海水样品，在130℃浓缩至2毫升，加入HF和HCl使其浓度为0.1mol L^-1HF/1mol L^-1HCl，上BPHA萃淋树脂柱分离，树脂用量为1毫升（对应干重量约0.5g）。 BPHA萃淋树脂柱化学分离流程同实施例1，具体如表1所示。Mo的测量采用电感耦合等离 子体质谱（ICP-MS），2ng g^-1的Mo标准溶液作为外标，加入Rh作为内标元素监控仪器灵敏 度的漂移。

测试最终得到的IAPSO海水的Mo含量及回收率如表4。

表4：实施例3对海水标准物质IAPSO含量测量结果。

以上三个实例中，不论是岩石、沉积物还是水样，利用本发明都可以对钼进行高效的分 离富集和准确的测定，钼的回收率大于95%，因此，本发明可以作为分离富集钼的特效树脂 分离方法来使用。