为了快速定量地分析待测样品中铀元素含量信息, 采用激光诱导击穿光谱技术结合内标法, 通过脉宽为7ns、输出能量为20mJ的纳秒激光脉冲诱导涂有硝酸双氧铀的石墨片产生等离子体光谱, 测量了波长范围为300nm~800nm的光谱数据, 对涂有不同浓度的铀样品进行了定量分析以及理论分析和实验验证, 取得了UⅡ 409.01nm和UⅡ 367.01nm谱线和CⅠ 373.72nm, CⅡ 383.57nm, CⅢ 378.94nm谱线数据。结果表明, 样品浓度低于5.0×10-3mol/m2(本文中研究的是面密度)时, 铀归一化强度与铀浓度存在较好的线性关系, 激光诱导击穿光谱技术与内标法结合可以用于快速定量分析待测样品中铀元素含量信息。该研究为核污染和铀矿中微量铀元素的快速检测分析提供了参考。
激光技术 激光诱导击穿光谱 硝酸双氧铀 定量分析 laser technique laser-induced breakdown spectroscopy uranyl nitrate quantitative analysis
苏州大学 江苏省高等学校放射医学协同创新中心, 放射医学及交叉科学研究院(RAD-X), 放射医学与辐射防护国家重点实验室, 苏州 215123
灵敏的UV探测对于工业生产和个人防护非常重要, 本研究旨在开发新型UV探测材料。一般而言, 铀酰单元具有相对高的UV吸收效率和荧光强度。本课题组成功地在水热条件下制备了一例铀酰配位聚合物[(TEA)2(UO2)5(PhPC)6] (TEA = 四乙基胺离子, PhPC = (2-羧基乙基)苯膦酸, 标记为UPhPC-1)。基于单晶XRD数据的结构分析表明UPhPC-1中有三个不同的铀酰中心, 其中两个铀酰单元为五角双锥构型, 而第三个铀酰单元为四角双锥构型。全部三个铀酰中心与配体在[bc]平面配位形成无限的铀酰层。通过氢键网格和π-π相互作用, 这些铀酰层堆积成整体的层状结构。此化合物具有很好的热稳定性、水稳定性和高抗辐照能力。UV辐照实验结果表明UPhPC-1的本征荧光强度对365 nm的UV辐射高度敏感, 检测下限低且响应速率快, 而发光强度与UV辐照剂量呈负相关。电子顺磁共振谱分析证实在UV光照射下, UPhPC-1中极有可能产生自由基, 造成铀酰荧光部分淬灭。进一步, 被淬灭样品中的自由基能够在加热后被去除, 从而实现UPhPC-1发光强度的快捷恢复。目前的结果表明UPhPC-1在UV辐照的定量探测领域具有一定的发展潜力。
铀酰配位化合物 荧光光谱 UV探测 结构化学 uranyl coordination polymer luminescence spectroscopy UV detection structural chemistry
1 南华大学 化学化工学院, 衡阳 421001
2 中国科学院 高能物理研究所 核能放射化学实验室, 北京100049
3 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 先进能源材料工程实验室, 宁波 315201
本工作报道了一种含新型八核铀酰(U8)团簇单元([(UO2)8O4(μ3-OH)2(μ2-OH)2] 4+)的草酸铀酰配合物, 该化合物中, U型有机配体链可以增强铀酰之间的交联度, 具有稳定多核铀酰团簇的作用。通过与另外两种含单核和双核的铀酰配位化合物比较, 发现八核铀酰团簇单元的形成是一个pH调控的过程。理化性质分析显示, 荧光、红外、拉曼的信号峰都出现了不同程度的重叠和宽化, 表明八个铀酰离子具有较高的相似度, 这与此多核铀酰团簇的近平面分子构型密切相关。
锕系配位聚合物 八核铀酰中心 U-型链 pH调控 actinide coordination polymers octa-nuclear uranyl U-shaped Linker pH effect
1 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
二维过渡金属碳化物(MXenes)具有良好的电化学性能与辐照稳定性, 其在放射性核素电化学检测领域有潜在应用价值。本研究通过碱活化的方式处理碳化钛型MXene(Ti3C2Tx), 随后将钾插层的Ti3C2Tx(K-Ti3C2Tx)负载到玻碳电极(GCE)上得到K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极。采用XRD、SEM、XPS等手段分别对Ti3C2Tx和K-Ti3C2Tx进行分析表征, 并进一步研究了K-Ti3C2Tx/GCE对痕量铀酰离子(UO22+)的电化学检测性能。循环伏安(CV)实验结果表明, 相比于GCE电极, K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极对UO22+的电化学响应显著增强。进一步使用差分脉冲伏安法(DPV)扫描, 发现pH=4.0时, K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极对UO22+在铀浓度0.5~10 mg/L范围内呈现良好的线性检测关系, 本方法的检测限为0.083 mg/L(S/N=3), 稳定性和重复性好。
uranyl ion alkalization of Ti3C2Tx electrochemical detection 铀酰离子 碱化Ti3C2Tx 电化学检测
1 表面物理与化学重点实验室, 四川 江油 621908
2 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621900
铀是核工业中一种重要的核燃料, 研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。 铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO2+2, 其标准Raman散射峰为871 cm-1。 然而利用表面增强拉曼散射（SERS）技术检测铀(Ⅵ)时, 铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用, 使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移, 甚至偏移到710 cm-1。 使用不同的SERS基底, 其偏移程度也不同, 无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息, 为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。 通过抗坏血酸活化银纳米粒子（AgNPs）, 在硅衬底上自组装AgNPs阵列, 得到SERS基底。 利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性, 通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯, 制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。 并表征了该复合SERS基底的形貌, AgNPs粒子紧密连接在一起, 形成纳米链结构, 纳米链均匀地分布于衬底表面, 单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面, 且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。 将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰, 对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底, UO2+2的对称伸缩振动峰为719 cm-1, 基底与UO2+2的相互作用导致谱峰宽化, 并向低波数移动。 而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面, UO2+2的对称伸缩振动峰为771 cm-1, 回移了52 cm-1, 这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO2+2与AgNPs的相互作用。
表面增强拉曼光谱 石墨烯 铀酰离子 银纳米粒子 Surface-enhanced Raman scattering Graphen uranyl Silver nanoparticles 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3563
