柱色谱法锌同位素分离及锌在土壤中的迁移行为研究

作     者：阚登蕾 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁兴成

授予年度：2011年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

主      题：锌 同位素分离 冠醚树脂 吸附迁移 模拟降雨量 

摘      要：锌及其同位素广泛应用于农业、化工、生物医药等领域,其中在核工业领域中对乏64Zn锌同位素的需求更是日趋明显。在核电站冷却水循环体系中,添加适量的乏64Zn锌同位素能有效降低60Co的放射性。为满足工业上对乏64Zn锌同位素日益增长的需要,实现锌同位素规模化分离,本文利用化学法对锌同位素的分离方法及影响因素进行研究,主要内容如下： 实验采用柱色谱锌同位素分离法,选用了冠醚树脂和大孔型螯合阳离子交换树脂作为载体,研究了锌同位素的分离效果。 在改变冠醚树脂性状、溶剂及浓度、色谱操作迁移距离等重要影响因素条件下,通过分析能表征色谱分离实验效果的两个特征因子来衡量实验结果,即分离系数(ε)与平衡理论塔板高度(HETP)。实验结果表明苯-15-冠-5树脂与锌离子的匹配度最高;分离必须在无水有机溶剂环境中才能进行,无水丙酮被选作较合适溶剂;5m的迁移距离较优。298±1 K,迁移距离5 m,无水丙酮为溶剂,苯-15-冠-5树脂柱色谱法锌同位素分离实验的分离系数为：同位素离子对68Zn/64Zn为8.07×10-4、同位素离子对66Zn/64Zn为5.17×10-4,HETP为0.21 cm。 在四种配体条件下研究了淋洗剂、淋洗液流速及色谱柱横截面面积对锌同位素的分离效果。结果表明螫合交换树脂对锌离子的吸附量高于冠醚树脂;EDTA配体具有较大的分离系数;淋洗液流速及柱横截面面积对分离系数均无明显影响,而对HETP有一定程度的影响。298±1 K,迁移距离5m, EDTA作淋洗剂条件下,螯合交换树脂柱色谱法锌同位素的分离系数为：同位素离子对68Zn/64Zn为7.17×10-4、同位素离子对66Zn/64Zn为3.11×10-4,HETP为0.15 cm。 随着锌及其同位素在工农业中的广泛使用,锌对环境的污染存在着潜在的危害。本论文研究了模拟降雨量条件下锌在土壤层中的吸附和迁移情况。在改变降雨量、pH、淋洗剂等条件下研究锌在土壤中的迁移,结果表明柠檬酸配体溶液作淋洗剂时在较低和较高pH范围内都能明显降低锌在土壤层中的分布,可作为防止锌对土壤污染的有效淋洗剂。