一种土壤中铜同位素纯化分离的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种土壤中铜同位素纯化分离的装置及方法，包括试剂瓶、填充柱、上层面板、耐压玻璃罩、承接面板和真空泵，填充柱的顶端通过导管、定量六通阀连接试剂瓶，填充柱内装有阴离子交换树脂，填充柱的底端连接安装在上层面板上的二通阀的顶端，二通阀的底端连接引流管，耐压玻璃罩设置于上层面板底部，承接面板置于耐压玻璃罩内，引流管置于耐压玻璃罩内，承接面板上设置盛接引流管流下来的洗脱液的样品管，耐压玻璃罩通过管道连接真空泵，管道上设置有压力控制阀；本发明专利技术建立了土壤中铜同位素纯化的方法，简化了土壤中铜同位素的预处理过程，极大提高预处理效率。该方法的建立有助于研究土壤中铜元素的迁移转化过程，解析铜元素的来源。铜元素的来源。铜元素的来源。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤中铜同位素纯化分离的装置及方法


[0001]本专利技术涉及分析化学
，特别是涉及一种土壤中铜同位素纯化分离的装置及方法。

技术介绍

[0002]铜是自然界中的主要过渡金属元素之一，一方面作为人体内部必不可缺的微量元素参与代谢循环，另一方面在自然环境中常以不同价态(0，+1，+2)赋存于各类环境介质中，如岩石、矿物、土壤和生物体中，并广泛参与多种生物化学和地球化学过程。铜在自然界有
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Cu和
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Cu两个稳定同位素，分别占全部铜的30.826％和69.174％。自然界中的铜同位素存在显著的分馏现象，铜同位素组成的研究，为示自然界中各类地质作用和研究矿床成因及分布规律提供新的线索和证据。研究中土壤中铜同位素组成在环境科学、地球与生物圈之间的互相作用具有重要意义。
[0003]铜同位素研究在上述科研领域的迅发展得益于分析技术的改进，其关键就在于多接收等离子体质谱仪(MC
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ICP
‑
MS)的应用。然而，由于土壤样品的化学成分复杂，利用MC
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ICP
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MS直接对各类样品进行铜同位素测试会产生强烈的同质异位素干扰和质量歧视效应，如铜同位素测定过程中可能存在(
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Na
40
Ar)+、(
25
Mg
40
Ar)+、(
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ZnH)+等同质异位素干扰，从而影响铜同位素组成的精确测定。因此，在运用多接收等离子体质谱仪进行铜同位素测定之前，通过化学纯化和分离获得纯净的Cu组分就显得尤其重要。目前，Cu的纯化和分离，都是通过手动过离子交换树脂来实现，没有商业的土壤中铜同位素纯化分离的装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种土壤中铜同位素纯化分离的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，开发一套铜同位素纯化的装置，建立了土壤中铜同位素纯化的方法，简化了土壤中铜同位素的预处理过程，极大提高预处理效率。该方法的建立有助于研究土壤中铜元素的迁移转化过程，解析铜元素的来源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种土壤中铜同位素纯化分离的装置，包括试剂瓶、填充柱、上层面板、耐压玻璃罩、承接面板和真空泵，所述试剂瓶包括装有盐酸和双氧水的混合溶液的试剂瓶A和装有超纯水的试剂瓶B，所述填充柱的顶端通过导管、定量六通阀连接所述所述试剂瓶A和试剂瓶B，所述填充柱内装有阴离子交换树脂，所述填充柱的底端连接安装在所述上层面板上的二通阀的顶端进口，所述二通阀的底端出口连接引流管，所述耐压玻璃罩设置于所述上层面板的底部，所述承接面板设置于所述所述耐压玻璃罩内，所述引流管设置于所述耐压玻璃罩内，所述承接面板上设置盛接所述引流管流下来的洗脱液的样品管，所述耐压玻璃罩还通过管道连接所述真空泵，所述管道上设置有压力控制阀。
[0007]优选地，所述定量六通阀包括六通阀和安装在六通阀上的三个定量环，所述六通阀的两个试剂入口分别连接所述试剂瓶A和试剂瓶B，所述六通阀的三个试剂出口分别连接
三个定量环，通过三个所述定量环连接所述填充柱顶端的导管，三个所述定量环的体积分别为3mL、5mL和10mL；所述六通阀的废液出口通过导管连接废液收集瓶。
[0008]优选地，所述填充柱的顶部安装有活塞头，所述活塞头两头分别为细口和粗口，所述细口连接所述导管，直径为1.2～2.2mm；所述粗口连接所述填充柱，直径为1～1.5mm。
[0009]优选地，所述上层面板上设置有若干用于安装所述二通阀的圆孔。
[0010]优选地，所述承接面板上设置有与所述圆孔一一相对的承接孔，所述样品管放置于所述承接孔上；所述承接面板的底部四角处设置有支腿。
[0011]优选地，所述上层面板和所述承接面板材质均为特氟龙，所述上层面板上的圆孔和所述承接面板上的承接孔的数量分别为4～10个，孔径均为3～6mm。
[0012]优选地，所述耐压玻璃罩与所述上层面板密封连接。
[0013]优选地，所述导管为耐腐蚀的塑料材质，直径为1mm～2mm；所述引流管的材质为特氟龙，直径为0.5～1.2mm。
[0014]优选地，所述阴离子交换树脂，粒径为100～200目，填充的体积为1.6～2.3mL。
[0015]基于上述土壤中铜同位素纯化分离的装置，本专利技术还提供了一种铜同位素纯化分离的方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一、阴离子交换树脂用硝酸和超纯水交替浸泡清洗后，湿法装柱；
[0017]步骤二、填充柱安装到二通阀，上端通过导管、定量六通阀连接到试剂瓶，试剂瓶A盛放HCl和H2O2的混合液构成的试剂A，试剂瓶B盛放超纯水构成的试剂B；打开真空泵，耐压玻璃罩内处于负压状态，调节二通阀的松紧控制液体流速；通过六通阀和定量环控制流入到填充柱的试剂和体积；
[0018]步骤三、分别用所述试剂A和所述试剂B交替淋洗所述填充柱，淋洗液直接流入到耐压玻璃罩内；打开所述填充柱的活塞头，滴加样品0.2～1mL；用7～10mL的所述试剂A淋洗所述阴离子交换树脂中的基质元素，洗脱液直接流入到耐压玻璃罩内；最后用24～30mL的所述试剂A洗脱铜元素，并用样品管承接洗脱液。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0020]1.自动向填充柱内注入试剂，节省人力成本。
[0021]2.整个系统处于负压条件，溶剂流过填充柱的时间可以控制，节约做样时间。
[0022]3.同时可以采用4～10根填充柱进行纯化分离样品，更高效的处理样品。该方法开发了土壤中铜同位素纯化分离的装置，简化了土壤中铜同位素的预处理过程，极大提高预处理效率，降低运行成本和人力成本。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术中土壤中铜同位素纯化分离的装置的结构示意图；
[0025]图中：1
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试剂瓶A、2
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试剂瓶B、3
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定量环、4
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六通阀、5
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活塞头、6
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填充柱、7
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阴离子交换树脂、8
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二通阀、9
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圆孔、10
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引流管、11
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样品管、12
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上层面板、13
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承接面板、14
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耐压
玻璃罩、15
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压力控制阀、16
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真空泵、17
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废液收集瓶。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤中铜同位素纯化分离的装置，其特征在于：包括试剂瓶、填充柱、上层面板、耐压玻璃罩、承接面板和真空泵，所述试剂瓶包括装有盐酸和双氧水的混合溶液的试剂瓶A和装有超纯水的试剂瓶B，所述填充柱的顶端通过导管、定量六通阀连接所述试剂瓶A和试剂瓶B，所述填充柱内装有阴离子交换树脂，所述填充柱的底端连接安装在所述上层面板上的二通阀的顶端进口，所述二通阀的底端出口连接引流管，所述耐压玻璃罩设置于所述上层面板的底部，所述承接面板设置于所述所述耐压玻璃罩内，所述引流管设置于所述耐压玻璃罩内，所述承接面板上设置盛接所述引流管流下来的洗脱液的样品管，所述耐压玻璃罩还通过管道连接所述真空泵，所述管道上设置有压力控制阀。2.根据权利要求1所述的土壤中铜同位素纯化分离的装置，其特征在于：所述定量六通阀包括六通阀和安装在六通阀上的三个定量环，所述六通阀的两个试剂入口分别连接所述试剂瓶A和试剂瓶B，所述六通阀的三个试剂出口分别连接三个所述定量环，通过三个所述定量环连接所述填充柱顶端的导管，三个所述定量环的体积分别为3mL、5mL和10mL；所述六通阀的废液出口通过导管连接废液收集瓶。3.根据权利要求1所述的土壤中铜同位素纯化分离的装置，其特征在于：所述填充柱的顶部安装有活塞头，所述活塞头两头分别为细口和粗口，所述细口连接所述导管，直径为1.2～2.2mm；所述粗口连接所述填充柱，直径为1～1.5mm。4.根据权利要求1所述的土壤中铜同位素纯化分离的装置，其特征在于：所述上层面板上设置有若干用于安装所述二通阀的圆孔。5.根据权利要求4所述的土壤中铜同位素纯化分离的装置，其特征在于：所述承接面板上设置有与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩，韩贵琳，李晓强，刘金科，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：