一种磁性共价有机骨架复合材料及其制备方法和应用

本发明属于环境检测，具体涉及一种磁性共价有机骨架复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铀在核工业中起着关键作用，其半衰期长达5亿年，且同时具有化学和放射性毒性，铀污染对生态系统和人类健康都会构成重大威胁。另一方面，为了应对不断增长的全球能源需求，世界各地的科学家正在积极探索从海水、磷酸和磷肥等非常规资源中回收铀的技术。因此，高效富集并现场检测水体中铀对于治理铀污染和促进环境修复至关重要。

2、目前原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、x射线荧光光谱法等都已广泛用于测定环境中的痕量铀。手持式xrf分析仪作为一种可靠、高效的现场分析方法，可以快速获取高质量的数据，用于更有效的环境监测，它的出现使得xrf展现出比icp-oes/icp-ms/aas更优秀的在现场甚至原位检测能力。然而，土壤、水或环境样品中铀的浓度过低，难以直接定量，且存在基质干扰等问题。因此，在定量分析之前，通常需要富集分离分析物，以提高分析方法的灵敏度和精密度并解决基质干扰的问题。固相萃取(spe)已成为xrf分析的主要富集分离技术，但传统的固相萃取方法涉及柱层析分离、离心、过滤步骤，既耗时还需要大型装置和仪器，不利于快速、便捷、高效的现场分析。

技术实现思路

1、为了提高x射线荧光光谱法的灵敏度和精密度并解决基质干扰的问题，并通过磁分散固相萃取技术来加快和简化分析过程，以实现快速、便捷、高效的现场检测水样中的铀，本发明提供一种磁性共价有机骨架复合材料及其制备方法和应用。

2、本发明的一种磁性共价有机骨架复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：将1.62g三氯化铁六水合物和0.24g柠檬酸钠通过超声溶解于30ml乙二醇溶液，在剧烈搅拌下加入1.8g乙酸钠后在200℃下反应12h，生成四氧化三铁颗粒。

4、步骤2：将12mg四氧化三铁颗粒、14.6mg，0.075mmol的对苯二甲酸二酰肼和10.5mg，0.05mmol三醛基间苯三酚通过超声溶解于0.9ml的n,n-二甲基乙酰胺和0.3ml邻二氯苯的混合溶液中，加入0.12ml浓度为9mol/l的醋酸溶液后转移到施兰克管中，液氮浴冷冻后抽真空并密封后在120℃下反应3天，生成磁性共价有机骨架复合材料。

5、本发明通过上述制备方法制备得到一种磁性共价有机骨架复合材料。由于三醛基间苯三酚和对苯二甲二酰肼缩合形成的肼羰基能与uo22+有效结合，排除水样中常见的共存离子干扰，富集分离水样中的铀。合成的复合材料具有磁性，吸附剂可以通过磁铁很容易地实现从水样中快速分离。

6、本发明的一种磁性共价有机骨架复合材料应用在x射线荧光光谱法现场检测水样中的铀。

7、本发明的一种磁性共价有机骨架复合材料的应用，包括以下步骤：

8、步骤a：加入5mg磁性共价有机骨架复合材料到铀酰离子溶液中并调节ph为3～10，定容到10～500ml，室温振荡5～30min后用磁铁收集材料，并转移到石英玻片的圆形槽；

9、步骤b：将载有磁性共价有机骨架复合材料的石英玻片在60℃下真空干燥30min，进行用台式wdxrf或手持式xrf进行测试。

10、本发明通过将铀酰离子溶液与磁性共价有机骨架复合材料混合，能使磁性共价有机骨架复合材料较好的吸收富集溶液中的铀酰离子；用磁铁能够轻松地从水样中分离吸附了铀酰离子的磁性共价有机骨架复合材料；载有富集了铀酰离子的磁性共价有机骨架复合材料的石英玻片干燥后可用于x射线荧光光谱的检测。

11、进一步的，步骤a中吸附过程ph为8，定容体积为50ml，时间为15min。

12、本发明添加磁性共价有机骨架复合材料的铀酰离子溶液在ph 8的条件下振荡15min，能更好的将铀酰离子吸附在磁性共价有机骨架复合材料上，定容体积为50ml的重现性和灵敏度相对最好。

13、本发明的有益技术效果为：

14、(1)磁性共价有机骨架复合材料可选择性吸附铀酰离子，减少水样中常见的共存离子对稀土元素测定的干扰。

15、(2)通过磁性共价有机骨架复合材料对水样中的铀酰离子进行预富集，可提高x射线荧光光谱法的灵敏度和精密度以实现高灵敏现场分析。

16、(3)富集后的分离过程可以通过磁铁简单实现，不需要离心机和过滤器，加快和简化了分析过程，有利于实现快速、便捷、高效的现场分析。

17、(4)装载吸附铀酰离子后共价有机骨架复合材料的石英玻片可直接用于x射线荧光光谱测定，避免了传统的洗脱过程和大量化学试剂的使用，检测方便且绿色环保，可推广应用。

技术特征：

1.一种磁性共价有机骨架复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种磁性共价有机骨架复合材料，其特征在于，使用权利要求1所述的一种磁性共价有机骨架复合材料的制备方法制备得到。

3.根据权利要求2所述的一种磁性共价有机骨架复合材料的应用，其特征在于，在x射线荧光光谱法现场检测水样中的铀。

4.根据权利要求3所述的一种磁性共价有机骨架复合材料的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种磁性共价有机骨架复合材料的应用，其特征在于，所述步骤a中吸附过程ph为8，定容体积为50ml，时间为15min。

技术总结本发明公开了一种磁性共价有机骨架复合材料及其制备方法和应用，具体为：将四氧化三铁颗粒、对苯二甲酸二酰肼和三醛基间苯三酚混合反应制得磁性共价有机骨架复合材料；以磁性共价有机骨架复合材料作为水中铀酰离子的吸附剂，通过磁分散固相萃取技术结合台式波长色散型X射线荧光光谱仪(WDXRF)和手持式X射线荧光光谱仪(XRF)应用于检测水样中的铀。本发明可提高X射线荧光光谱法的灵敏度和精密度并解决基质干扰的问题；通过磁分散固相萃取技术可加快和简化分析过程以实现快速、便捷、高效的现场检测水样中的铀。技术研发人员：侯贤灯,李成辉,李苑玉,胡静受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18