Способ стабилизации образцов полимерных анионитов

 

Изобретение относится к анализу веществ физико-химическими методами и может быть использовано для рентгеноспектрального 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1654

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4608749/05 (22) 21 ° 11.88 (46) 07,06.91. Бюп. Р 21 (72) Н.И. Комарова, f.В, Молчанова, Л.И. Водолазов и В.В, Родионов (53) 661,183.123.3(088.8) (56) Glauert A.I.I. Practical ГIethnds

in Ebctron Мдсгозсору, llorth Holland, Amsterdam, 1975, р. 77.

Echlin P. how. Temperature ccan-

ning.-Elect. М1сгоз Review J. Microse.

1978, 112, М 1, р. -46-61. (54) СПОСОБ СТАБИ 1ИЗАЦИИ ОБРАЗЦОВ ПОЛИМЕР11ИХ АНИОИИТОВ (57) Изобретение относится к анализу веществ физико-химическими методами

Изобретение относится к анализу веществ физико-химическими методами и может быть использовано для рентгеноспектрального (РСИА) и других методов анализа высокомолекулярных ионообменных материалов.

Целью изобретения является повышение точности и воспроизводимости, результатов анализа ооразцов анионитов локальными методами °

Пример 1. Проводят подготовку образцов полимерного ионообменного материала — анио нтов Hii-1Ап и АМ-и дпя 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 (1) 5 С 08 К 5/05, G 01 Il 1/28 и может быть использовано для рентгеноспектрального 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 средоп предпочтительно проводят в течение 6-7 ч. Это позволяет повысить на порядок точность и .воспроиэводимость результатов анализа образцов полианионитов локальными методами, например рентгеноспектральным микро- а анализом. 1 з.п. <р-лы, 3 ил., 4 табл. раствора погружают в этиловый спирт

Ф на 8 ч,, после чего анализируемый материал закрепляют в форме, шлифуют, проводят РСМА. Параллельно проводят фф пробоподготовку гранул анионитов со (7ф стабилизацией по известному способу (в жидком азоте). ФФ

На шиг.1 представлены концентрационные профили распределения урана в гранулах анионита В11-1Ап;без стаоилизации; íà вериг. 2 — то же, стабилизация в плавящемся криагенте — жидком азоте (прототип); на риг. 3 — то же, стабилизация в этиловом спирте (предлагаемый способ).

Ооработку результатов PCMA проводят на ЭВМ.

Ва ц иг. 1-3 по осям ординат отложены: слева — относительная интенсив1654311 ность характеристического рентгеновского излучения анализируемого элемента (урана), справа — содержание анализИруемого элемента (мас.%), по

5 оси абсцисс — диаметр гранулы (мкм).

При отсутствии операции стабилиза-, ции образца происходит диффузия урана в центр гранулы (фиг. 1). Без стабилизации профиль распределения урана в грануле видоизменяется и становится менискообразным с содержанием урана 26,67 по краю гранулы и 9,8Х в центре, что не отражает истинной картины распределения урана. 15

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 достигает 30,87., а в центре гранулы уран не обнаружен, т.е. закономерности распределения урана аналогичны распределению на фиг. 3. Однако на кривои концентрации наблюдаются резкие перепады точек относительно кривой распределения, что соответствует участкам гранулы .с трещинами, которые искажают картину распределения исследуемого элемента.

Стабилизация путем погружения гранул в этиловыи спирт позволяет зафиксировать истинный профиль концентрационного распределения ионов уранила в необходимый момент времени (фиг. 3).

На поверхности гранулы толщиной

200 мкм содержание урана достигает

33,57, в центре гранулы уран не обнаружен, Результаты исследований даны в

40 табл. 1-4.

Из данных табл. 1 следует, что воспроизводимость результатов PCMA 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.

Пример 2, 11роводят подготовку

30 образцов для определения микротвердости гранул анионита В11-1Ап, 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 контактиру- ющего раствора гранулы погружают в этиловый спирт на 6 ч, подвергают пробоподготовке, как описано в примере 1, и определяют микротвердость гранул крупностью 0,8 мм по их радиусу на микротвердомере HMT-ЗУ при вдавливании алмазной пирамиды под нагрузкой

50 r. Одновременно гранулы анионита подготавливают по известному способу со стабилизацией их в жидком азоте.

Из данных таол. 3 видно, что по результатам микротвердости выявлена локальная зона заполнения железом гранулы, где числа твердости (Н) составляют 125-142 кг/мм2. В центре гранулы где железо отсутствует тверЭ

2 дость ниже (25-30 кг/мм ). Для образца, стабилизированного по известному способу, наблюдается значительный разброс результатов по глубине гранулы как в локальной зоне заполнения (103- 17ч кг/мм ), так и в центре

Z гранулы (12-чЗ кг/мм ), что вызвано

2 наличием микротрещин в грануле.

Пример 3. Проводят подготовку образцов полимерного ионообменного материала анионита AM-2Б для PCMA.

Зерна анионита, насыщенные цинком из модельных растворов, содержащих

30 мг/л цинка, при рН=10,5-11,0, соотношении фаз 1:3000 и продолжительности контакта 30 мин, после отделения от контактирующего раствора погружают в этиловыи 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 рентгеноспектральным микроанализом. формула изобретения

1. Способ стабилизации образцов полимерных анионитов, включающий контактирование анионитов со стабилизи-, 16э431 рующей средой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и воспроизводимости результатов анализа укаэанных образцов локальными методами, в качестве стабилиэирующей среды используют этиловый спирт.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что контактирование анионитов со стабилизирующей средой производят в течение 6-7 ч.

Т а б л и ц а 1

Анионит Воспроизводимость результаСпособ Стаоилиэация образца тов

0,30

0,28

0,03

0,04

ВП-1Ап

АМ-и

ВН-1Ап

AM-u

ИзвестПлавящийся криагент

Этиловый спирт

Предлагаемый

Та блица 2

Содержа- Погрешность определения, 7., по способу ние урана, Х, 7 известному предлагаемому

ВП-1Ап АМ-п

ВП-1Ап АМ-.п

Таблица3

Микротвердость Н, кг/мм, по способу

Расстояние вдоль радиуса гранулы, мкм предлагаемому

0

250, 300

400

0,21

0,42

0,63

0,84

1,26

0,28

0,56

0,84

1,12

1,68

142

138

120 . 126

26

28

20 5

2,1

4,2

6,3

8,4

12,6

1,96

3,92

5,88

7,84

11, 76

151

174

103

22

34

12

43

1654311

Т а ь л и ц а 4

i„ oäåðæàHèå цинка, мас.Ж, при продолжительности выдержки, ч

Расстояние вдоль радиуса гранулы, мкм

I Х

5 (6

7 24

Оез стабилизации

У(АХ) 0 205511 г00

Фиг. 1

О00

800

60

В0

100

120

140-400

ОЮразец

10= 700ОО

1/ а 01

3,3

3,0

2,6

2,2

1,8

1,0

3,7

3,5

2,8

1,1

0

3,7

3 5

2,8

1ь1

0

3,8

3 5

2,8

1,1

0

1654311

Образец

10= 700ОО

i/10" О,!

Жиднии приагент

У(ММС) = О юббе

ЛЮ 400 боо 800

Фиг. Р

Образец

10= 7ОООО

lO 0>1

9пзиподый спирт (РЧХ) О ИО71 гОО жО бОО ВОО

Фиг .7

Составитель И. Стояченко

Техред H.Ìoðãåíòàë Корректор И. Эрдейи

Редактор Н,Гунько. Заказ .1929 Тираж 324 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° й

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101