论文部分内容阅读
氟碳铈矿是开采量最大的稀土矿物,其中稀土元素主要为铈、镧、镨、钕,铈含量较多约占50%,在稀土资源开采中扮演者不可或缺的角色。湿法冶金技术是目前应用最广泛的稀土提取技术,而氟碳铈矿的湿法冶金技术主要是氧化焙烧-稀硫酸浸出-溶剂萃取技术。氟碳铈矿硫酸浸出液中存在大量Ce4+和其他离子,组成极其复杂,对各种离子的测定伴随着氟碳铈矿提取过程的始终。传统的测定溶液中Ce4+离子方法有仪器分析法和化学滴定法,但都存在繁琐、准确度低、离线等缺点,因此,开发一种实时快速的Ce4+离子浓度测定新方法具有重要意义。离子选择性电极法作为一种新兴的化学分析法,应用于医学、食品等相关领域浓度的测定。选择性电极是一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器,有操作简单、实时在线的优点。本文通过选择不同活性剂和内充液完成了 PVC贴膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备;为了得到响应性能更好的电极又研究了 PVC涂膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极:选择基底电极,调节敏感膜厚度,选择敏感膜各组分物质,调整敏感膜各组分用量完成了电极的制备。并对所制备的PVC涂膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极进行各项响应性能参数的测定,然后将其应用于Ce-F络合常数的测定和Ce4+溶液的萃取得出如下结论:(1)P204、P507、二甲苯胺蓝(Ⅱ)可以作为Ce(Ⅳ)离子选择性电极的活性剂;KCl、Ce(SO4)2、HClO4浓度分别为0.01、0.01、0.1mol/L作为内充液的PVC贴膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极有比较好的响应。(2)在PVC涂膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极中选择铂电极作为基底电极,涂膜次数为10次,厚度约为0.4mm。敏感膜中以二甲苯胺蓝(Ⅱ)作为活性剂,用量为10mg;以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂,用量为100mg;以油酸为离子添加剂,用量为10mg所制备的电极所测定的电极电位与待测离子浓度的E-logC曲线线性关系最好,R2值为0.986。(3)对所制备的PVC涂膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极进行电极参数的测试,响应范围为10-5～10-1mol/L,检测下限为10-5mol/L。所制备的Ce(Ⅳ)离子选择性电极的重现性、稳定性较好,电极使用了6个月也未发现响应不灵敏、线性范围缩短等问题,电极寿命大于6个月。所制备的Ce(Ⅳ)离子选择性电极对待测液合适的酸度范围为0.3～0.8mol/L,且在温度为20～45℃都可稳定响应。(4)用所制备的Ce(Ⅳ)离子选择性电极和氟离子选择性电极测定Ce-F络合常数,得出 Ce-F 体系中各级稳定常数 k=4.77×107,k2=2.09×106,k3=1.09×107。(5)将制备的Ce(Ⅳ)离子选择性电极用于Ce4+和Ce3+混合液萃取中Ce4+的测定,与传统滴定法数值比较相差很小。同时发现离子液体1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对Ce3+却有极好的萃取效果。