محلول صاف شده و مراحل استخراج نقطهي ابري روي محلول انجام ميشود. برخي از مزاياي كاربرد اين روش براي نمونههاي جامد عبارتاند از [68]:
1) استخراج در محيط آبي انجام ميگيرد و مصرف حلال آلي حذف ميشود.
2) زمان استخراج كمتر از يك ساعت است كه در قياس با روش استفاده از سوكسله حايز اهميت ميباشد.
3) فاز غني از سورفكتانت به مراحل تميز سازي و پيش تغليظ بعدي نياز ندارد.
از جملهي کاربردهاي روش نقطهي ابري در استخراج از نمونههاي جامد ميتوان به استخراج آفت كش DDT از خاك با
استفاده از مخلوط سورفكتانتهاي 630-Igepal Ico و تريتون 114-X اشاره نمود[97].
2-2-10-6- تجزيهي يونهاي معدني
الف: آنيونها
برخلاف کاتيونها و مولکولهاي آلي، پيش تغليظ گونههاي آنيوني به داخل سيستمهاي ميسلي کمتر مورد توجه قرار گرفته است. تنها در سالهاي اخير برخي کاربردها براي تعيين آنيونهايي نظير اورتوفسفاتها در مراجع گزارش شده است. گزارش اخير کاربرد ويژهي استخراج نقطه ابـري در آناليز آنيونها، براي پيش تغليظ اورتو فسفاتها را شـامل
ميشود. CTAB با هترو پلي اسيد تشکيل شده ميان 2-4MoO و 3-4OPo براي ايجاد يک کمپلکس با وزن مولکولي بالا واکنش ميدهد، که به طور کمي به داخل يک سورفکتانت استخراج ميشود [98].
ب: كاتيونهاي فلزي
از بين روشهاي استخراجي مختلف، استخراج نقطهي ابري يك روش استخراجي موثر براي پيش تغليظ يونهاي فلزي ميباشد كه امكان استخراج و اندازهگيري يونهاي فلزي را در غلظتهايي در حد 1- glµ يا 1-ngl را ميّسر ميسازد. واتانابه نخستين بار اين روش را براي پيشتغليظ يون نيكل در حضور ليگاند 1- (2- تيازوليل آزو)-2- نفتول(TAN) واستخراج كنندهي تريتون 100-X به کار برد.
كاربرد استخراج نقطهي ابري براي پيش تغليظ يونهاي فلزي بسيار ساده ميباشد. ابتدا با افزودن عامل كي ليت ساز (بهصورت حل شده در حلال آلي يا در فاز سورفكتانتي) به چند ده يا چند صد ميلي ليتر از نمونهي آبي، يون فلزي به كمپلكس آبگريز تبديل ميشود. سپس حجم معيني از محلول غليظ سورفكتانت به محلول آبي افزوده ميشود تا غلظت نهايي سورفكتانت در محلول بالاتر از غلظت بحراني ميسل باشد. محلول در حمام آب تا بالاي دماي نقطهي ابري حرارت داده ميشود تا کدر شود. پس از كدر شدن محلول، به منظور تسهيل در جدايي دو فاز از سانتريفيوژ استفاده ميگردد. پس از جداسازي فازها، فاز غني از سورفكتانت با حجم کوچک در حد چند ده ميكروليتر بهصورت يک فاز متمايز ته نشين ميگردد. در طي اين فرآيند هر گونهاي كه بتواند با ميسلها برهمكنش نمايد، استخراج شده و با توجه به نسبت بالاي حجم فاز آبي به حجم فاز غني از سورفكتانت تغليظ ميگردد. در اين مرحله، استفاده از مخلوط آب و يخ گرانروي فاز سورفكتانتي را افزايش داده بيشتر شده و جدايي فاز راحتتر انجام ميپذيرد. به منظور اندازهگيري محتواي گونه در فاز استخراجي لازم است قبل از وارد نمودن فاز غني از سورفكتانت به دستگاه تجزيهاي، گرانروي آن کاهش داده شود. لذا بسته به نوع دستگاه تجزيهاي مورد استفاده، حجم كمي از يك حلال آلي يا محلول يك اسيد به فاز غني از سورفكتانت افزوده ميشود تا يك محلول همگن به دست آيد.
2-2-10-7- كاربرد صنعتي روش استخراج نقطهي ابري
اسکامهرن39 و همكارانش روش استخراج نقطهي ابري را به صورت عمليات پيوستهي چند مرحلهاي روي يك ديسک
چرخان براي حذف آلايندههاي آروماتيك از پساب به كار بردند. شكل 2-8 طرح نيمه صنعتي روش را نشان ميدهد [106].

شکل2-8- طرحوارهاي کاربرد صنعتي روش استخراج با نقطهي ابري.
در اين طرح نيمه صنعتي فاز سورفكتانتي كه گرانروي و چگالي بالايي دارد و از بالا وارد ستون ميگردد داراي نقش پخش كننده است. پساب به عنوان خوراك به صورت فاز پيوسته از پايين وارد ستون ميشود. در هنگام پر شدن ستون، دماي ستون توسط سيركولاتور در دماي حدود ?C40 تنظيم ميشود. براي اختلاط دو فاز از همزن مكانيكي استفاده ميشود تا ضمن افزايش سطوح تماس و كاهش مقاومت در مقابل انتقال جرم، استخراج با روش جريان متقابل صورت پذيرفته و گونهها به درون فاز سورفكتانتي استخراج گردند. اين طرح صنعتي بازدهي بالايي را در حذف آلايندههاي آلي از پساب ارايه داده است.
مواردي از کاربردهاي اخير استخراج نقطهي ابري در استخراج و پيشتغليظ گونهها در جدول2-9 داده شده است.

جدول2-9- کاربردهاي استخراج نقطهي ابري در استخراج و پيشتغليظ گونهها
مرجع
EF
RSD%
r2
LOD
)µL (1-
DLR
)µL (1-
دستگاه اندازهگيري
سورفکتانت
آناليت
107

6/1-9/0
996/0
5/0
200-2
CPE/FIA/CL
تريتون 114-X
Cr
108
5/52
5
9991/0
01/0
35/0-02/0
ETAAS
تريتون 114-X
As
109
52
4/2
9995/0
31/0
100-1
FAAS
تريتون 114-X
Cd
110
39
3/2
9996/0
2/1
180-4
AAS
تريتون 114-X
Ni
111
20

99/0
5
28-0
AAS
7-OP(NS)
Mn
111
200

99/0
08/0

off-line vesicle formation/
FI-CV-AAS or ICP-OES
DDAB
Cd
111


99/0
5

off-line vesicle formation/
HPLC-MW-HG-AAS
DDAB
Se species
111


3/4
5/1


4
25/0
50
Off-line-CPE/FI-CV-ICP/
OESOff-line-CPE/
FI Spectrophotometry
5-PONPE
تريتون 114-X
Hg
U
111

1/9

4
50
Off-line-CPE/
FI-CV-ICP/OES
5/7-PONPE
Gd
111

1-9/6

5
2000-0
On-line/Chemiluminescence
تريتون 114-X SDS
Cr
111
22
43
1/67
1/39
994/0
99/0
63/0
2/86
0-003/3
0-01/46
FAAS
تريتون 114-X
Cd
pb
112

2/2

11
20-2
Off-line-emulsification/
FI-CV-AAS
20Tween
Hg species
113

8

4
50-7
On-line emulsification/
FI-ET-AAS
SDS
Cr
114

2/14
92/0
56
200-3
AAS
تريتون 114-X
Ag
115


98/0
1
2-0
AAS
10-OP
Cu
116
28/5
250
5/41
2/3
96/0
1/6
16
200-25
FAAS
ICP-OES
تريتون 114-X 5-PONPE
co

فصل 3
روش کار

3- مواد و دستگاهها
3-1- مواد
نيترات اورانيل خالص از پادمان پژوهشگاه علوم و فنون هستهاي، سورفکتانتهاي تريتون 114-X، تريتون100-X، CTAB40و SDS41 (جدول 3-1) و همچنين معرفهاي کي ليت ساز HQ-842 ،DBM43، PAN44 وPADAP-Br-545 از شرکت آلدريچ و استات سديم به همراه مقادير کمي نيتريک اسيد و سديم هيدروکسيد رقيق براي ساختن محلول بافر با pH مطلوب از شرکت مرک تهيه شدند. تمامي معرفها داراي خلوص تجزيهاي بوده و همهي محلولها با آب دو بار تقطير شده تهيه شدند.
3-2- دستگاهها
اندازهگيري اورانيم با استفاده از طيف سنج آلفا مجهز به آشکارساز سوسوزن مايع مدل 1220 Quantulusساخت شرکت پرکين المر آمريکا به انجام رسيد. از حمام آبي مدل D3006، مجهز به ترموستات، ساخت کشور آلمان، براي انجام آزمايشهاي استخراج در دماي ثابت استفاده شد. سانتريفوژ مدل c-15-k-2-sigma، با روتور زاويهاي 4 طرفه با سرعت زاويهاي rpm5000، ساخت کشور آلمان، براي تسريع در جداسازي فازها به کار گرفته شد. از pH متر مدل 744 metrohm ساخت کشور سوئيس براي اندازهگيري pH محيط واکنش استخراج بهره گرفته شد.
3-3- روش کار
3-3-1- استخراج نقطهي ابري اورانيم
يونهاي فلزي اورانيم در حضور بافر سديم استات 1/0 مول بر ليتر، از طريق تشکيل کمپلکس با معرف کيليت ساز در pH مناسب و با افزايش دماي محيط به يک دماي معين بالاتر از نقطهي ابري سورفکتانت در حمام آبي، به وسيله سورفکتانت از فاز آبي به درون فاز غني از سورفکتانت استخراج گرديد. تفکيک کامل فازها با استفاده از سانتريفوژ با دور معين و در مدت زمان مشخص به انجام رسيد.
جدول3-1- ساختار سورفکتانتها و ليگاندهاي استفاده شده
مواد
ساختار ملکولي
ساختار خطي
تريتون 114-X

O22H14nC(O4H2C)
7 يا 8 =n
تريتون 100-X

nOH(2CH2OCH)10H6C(17H8C)-4
10n~
CTAB

3(3CH)(Br)N15(2CH)3CH

SDS

Na3OSO11(2CH)3CH
HQ-8

NO7H9C
DBM

5H6COC2COCH5H6C
PAN

O3N11H15C
PADAP-Br-5

O4BrN17H15C
3-3-2- کاليبراسيون سيستم تعيين غلظت نمونههاي آبي
براي کاليبراسيون سيستم تعيين غلظت اورانيم، پرتوزايي محلولهاي استاندارد با غلظت مشخص مشخصي از اورانيم با استفاده از طيف سنجي آلفا به کمک سوسوزني مايع تعيين و منحني کاليبراسيون سيستم بهصورت تغييرات ميزان پرتوزايي بر حسب غلظت محلول ترسيم گرديد. به اين ترتيب، با استفاده از منحني کاليبراسيون، مقادير مجهول غلظت (C) با استفاده از مقادير ميزان شمارش(Cpm)46هر نمونه مشخص گرديد.

3-3-3- بهينه سازي فرآيند
3-3-3-1- بررسي اثر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم
به منظور بررسي اثر نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج , و انتخاب مناسبترين سورفکتانت(اليته از بين سورفکتانتهاي قابل دسترسي و مورد بررسي)، محلولهايي از اورانيم به غلظت 1- mgL20 در لولهي سانتريفوژ 50 ميلي ليتري مورد استفاده قرار گرفت. پس از اضافه نمودن مقدار نظري مورد نياز از هر کدام از سورفکتانتهاي مورد بررسي (تريتون 114-X، تريتون100-X، CTAB و SDS) و يا مخلوط آنها و معرف کي ليت ساز PAN، pH محيط در 5 (مقدار بهينهي بهدست آمده از مطالعات) تنظيم و محلول به مدت20 دقيقه در حمام آبي با دماي 60 درجهي سانتيگراد نگه داشته شد. در اين مرحله، محلول کدر شده و دو فاز غني از سورفکتانت و فاز آبي ظاهر گرديد. با استفاده از سانتريفوژ در سرعت5000 دور بر دقيقه و در مدت 10 دقيقه اين دو فاز کاملاً از يکديگر جدا شد. با اندازهگيري مقدار اورانيم موجود در فاز آبي ميزان استخراج اورانيم تعيين و مناسبترين سورفکتانت انتخاب گرديد
3-3-3-2- بررسي اثر نوع ليگاند بر راندمان استخراج اورانيم
به منظور بررسي اثر نوع ليگاند (معرف کيليت ساز) بر راندمان استخراج، پس از اضافه نمودن مقدار نظري مورد نياز از سورفکتانت تريتون 114-X و هر بار يکي از معرفهاي کي ليت ساز مورد مطالعه (DBM،Br-PADAP ، PAN وHQ -8) به 50 ميلي ليتري محلول اورانيم به غلظت 1- mgL20 در يک لولهي سانتريفوژ به حجم 50 ميلي ليتر و تنظيم pH محيط در 5، محلول به مدت20 دقيقه، در حمام آبي با دماي60 درجهي سانتيگراد نگه داشته شد. در اين مرحله، با کدر شدن محلول دو فاز غني از سورفکتانت و فاز آبي ظاهر شدند. با استفاده از سانتريفوژ در سرعت5000 دور بر دقيقه در مدت 10 دقيقه اين دو فاز کاملاً از يکديگر جدا شد. با اندازهگيري مقدار اورانيم موجود در فاز آبي ميزان استخراج اورانيم تعيين و موثرترين ليگاند برگزيده گرديد.
3-3-3-3- بررسي اثر pH بر راندمان استخراج اورانيم
براي بررسي اثر pH بر راندمان استخراج اورانيم، پس از اضافه نمودن مقدار نظري مورد نياز از سورفکتانت تريتون 114-X، و معرف کيليت ساز 8-هيدروکسي کينولين به محلولهايي از اورانيم به غلظت1- mgL20 در لولههاي سانتريفوژ 50 ميليليتري، pH محيط با استفاده از محلول سديم استات 1/0 مولار و با افزايش NaOH يا 3HNO در گسترهي 2 تا 8 تغيير داده شد. مانند مراحل قبل ميزان استخراج اورانيم تعيين و بر اساس آن pH مطلوب مشخص گرديد.
3-3-3-4- بررسي اثر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم
براي بررسي اثر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم و بهينهسازي مقدار آن، پس از اضافه نمودن سورفکتانت تريتون 114-X در محدودهي غلظتي0 تا (w/v) %25/1 و مقدار نظري مورد نياز از معرف کي ليت ساز HQ-8 به محلولهايي از اورانيم به غلظت 1- mgL20 در لولههاي سانتريفوژ 50 ميلي ليتري و تنظيم pH محيط در مقدار بهينهي آن، مانند قبل راندمان استخراج نقطهي ابري

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید