一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，該方法包括如下步驟：A、有機(jī)物氧化脫氯處理：A-1、取一密閉反應(yīng)容器，注入純水，依次加入硫酸亞鐵粉末及過硫酸鈉溶液，搖勻并靜置；A-2、將氯代烴注入到上步反應(yīng)容器的液面以下，然后加入雙氧水，迅速蓋上反應(yīng)容器的密閉蓋；A-3、將反應(yīng)容器置于超聲儀內(nèi)在溫度范圍50-65度下超聲反應(yīng)5-12小時，超聲儀功率為750瓦或更高；A-4、將反應(yīng)容器置于紫外分析儀上，同時打開短波和長波，在25-35W的功率下照射3個小時以上；B、無機(jī)氯萃取提純；C、離子交換制備及熱電離質(zhì)譜測定與校正。本發(fā)明能夠?qū)β却鸁N在較低溫度條件下進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化與提純，最終便捷的實(shí)現(xiàn)其有機(jī)單體氯同位素的定值及與國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(SMOC)的對比校正。【專利說明】一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種氯代烴中氯同位素的測試與對比校正方法，屬于有機(jī)單體同位素分析技術(shù)(CSIA)范疇，可以被應(yīng)用于環(huán)保、地質(zhì)、食品、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]隨著環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)、食品科學(xué)及醫(yī)學(xué)研究不斷的深入，新型的有機(jī)單體同位素技術(shù)(CSIA)成為前沿的研究熱點(diǎn)。利用有機(jī)單體同位素技術(shù)(CSIA)可以識別和追蹤有機(jī)污染來源，評估有機(jī)污染物的降解過程和檢驗(yàn)防治措施的效果，鑒定重大疾病的病灶來源等等。三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)是環(huán)境中常見的污染物種類，利用首先開發(fā)出其單體同位素測試方法具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。[0003]目前分析有機(jī)單體同位素的方法包括氣相色譜四極桿質(zhì)譜法(GC/qMS)、氣相色譜-同位素比質(zhì)譜法(GC/IRMS)、熱電離質(zhì)譜(TIMS)法等，雖然各種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但熱電離質(zhì)譜法分析氯同位素比值仍有其不可替代的優(yōu)勢[1_4]，但是其測試對象為無機(jī)氯離子，若想實(shí)現(xiàn)有機(jī)氯化物中的氯同位素的測定就必須將有機(jī)氯轉(zhuǎn)化為無機(jī)氯，當(dāng)前這一轉(zhuǎn)化過程均是采用高溫燃燒轉(zhuǎn)化技術(shù)，其基本流程為:將氯代烴裝進(jìn)固定有石英玻璃管的真空管式爐內(nèi)，在石英管內(nèi)，預(yù)先填好的CuO在630°C與有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)2h，生成的氯化銅，再在600°C高溫下蒸餾45min，然后將蒸餾產(chǎn)物溶解到純水中，最終將溶液經(jīng)過銫離子交換樹脂轉(zhuǎn)化為氯化銫供熱電離質(zhì)譜分析[5]。[0004]當(dāng)前氯同位素測試過程中都應(yīng)將其與標(biāo)準(zhǔn)平均海水的同位素值(SMOC)進(jìn)行比較才更具公信度與說服力，而有機(jī)氯單體單體測試過程若想與SMOC進(jìn)行對比也必須經(jīng)過這一轉(zhuǎn)化步驟。[0005]上述轉(zhuǎn)化過程需要600°C以上高溫進(jìn)行轉(zhuǎn)化、高溫條件下蒸餾，且需要在真空條件下進(jìn)行，操作的危險(xiǎn)系數(shù)較高，不易掌握。[0006]上文述及的相關(guān)參考文獻(xiàn)具體包括:[0007][I]ShieldsffR,MurphyTJ,GarnerEL,eta1.Absoluteisotopicabundanceratioandtheatomicweightofchlorine[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,1962，84:1519-1522.[0008][2]VengoshA,ChivasAR,McCullochMT.Directdeteriminationofboronandchlorineisotopiccompositionsingeologicalmaterialsbynegativethermalionizationmassspectrometry[J].ChemicalGeology,1989,79:333-343.[0009][3]XiaoYK,ZhangCG.HighprecisionisotopicmeasurementofchlorinebythermalionizationmassspectrometryoftheCs2Cl+ion[J].1nternationalJouranlMassSpectrum1nProcesses,1992,116:183-192.[0010][4]RosenbaumJM,CliffRA,ColemanMIChlorinestableisotopes:Acomparisonofdualinletandthe_treationizationmassspectrometricmeasurement.AnalyticalChemistry,2000,72:2261?2264.[0011][5]HolmstrandH,AnderssonP,Gustafsson0.Chlorineisotopeanalysisofsubmicromoleorganochlorinesamplesbysealsubecombustionandthermalionizationmassspectrometry[J].AnalyticalChemistry,2004,76:2326-2342.【
發(fā)明內(nèi)容】[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，能夠?qū)β却鸁N在較低溫度條件下進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化與提純，最終便捷的實(shí)現(xiàn)其有機(jī)單體氯同位素的定值及與國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(SMOC)的對比校正。[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。[0014]一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，該方法包括如下步驟:[0015]A、有機(jī)物氧化脫氯處理:[0016]A-1、取一密閉反應(yīng)容器，注入純水，依次加入硫酸亞鐵粉末及過硫酸鈉溶液，搖勻并靜置；[0017]A-2、將氯代烴注入到上步反應(yīng)容器的液面以下，然后加入雙氧水，迅速蓋上反應(yīng)容器的密閉蓋；[0018]A-3、將反應(yīng)容器置于超聲儀內(nèi)在溫度范圍50-65度下超聲反應(yīng)5_12小時，超聲儀功率為750瓦或更高；[0019]A-4、將反應(yīng)容器置于紫外分析儀上，同時打開短波和長波，在25-35W的功率下照射3個小時以上；[0020]B、無機(jī)氯萃取提純:[0021]B-1、取反相固相萃取小柱，依次用甲醇和純水活化處理，然后將步驟A所得溶液通過活化后的反相固相萃取小柱，流速控制在2-10mL/min；[0022]B-2、取碳酸氫鈉溶液，調(diào)節(jié)步驟B-1所得溶液的pH值至中性；[0023]B-3、然后將步驟B-2所得溶液依次通過鋇陽離子交換樹脂柱Ba柱、氫離子交換樹脂柱H柱和銫陽離子交換樹脂柱Cs柱，得到高純氯化銫溶液，供下一步同位素分析使用；[0024]C、離子交換制備及熱電離質(zhì)譜測定與校正:[0025]C-1、將上步所得高純氯化銫溶液涂在熱電離質(zhì)譜儀的石墨上進(jìn)行熱電離質(zhì)譜測試，用法拉第杯同時接收m/e為301、303的離子峰強(qiáng)度，通過計(jì)算獲得Ra=37C1/35C1，其中301對應(yīng)133Cs235Cl'303對應(yīng)133Cs237Cr；[0026]C-2、根據(jù)下式將上述計(jì)算結(jié)果的Rcd值與已知的同位素標(biāo)準(zhǔn)值巧f進(jìn)行對比校正，得出最終的δ37Cl'值:【權(quán)利要求】1.一種氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:該方法包括如下步驟:A、有機(jī)物氧化脫氯處理:A-1、取一密閉反應(yīng)容器，注入純水，依次加入硫酸亞鐵粉末及過硫酸鈉溶液，搖勻并靜置；A-2、將氯代烴注入到上步反應(yīng)容器的液面以下，然后加入雙氧水，迅速蓋上反應(yīng)容器的密閉蓋；A-3、將反應(yīng)容器置于超聲儀內(nèi)在溫度范圍50-65度下超聲反應(yīng)5-12小時，超聲儀功率為750瓦或更高；A-4、將反應(yīng)容器置于紫外分析儀上，同時打開短波和長波，在25-35W的功率下照射3個小時以上；B、無機(jī)氯萃取提純:B-1、取反相固相萃取小柱，依次用甲醇和純水活化處理，然后將步驟A所得溶液通過活化后的反相固相萃取小柱，流速控制在2-10mL/min；B-2、取碳酸氫鈉溶液，調(diào)節(jié)步驟B-1所得溶液的pH值至中性；B-3、然后將步驟B-2所得溶液依次通過鋇陽離子交換樹脂柱Ba柱、氫離子交換樹脂柱H柱和銫陽離子交換樹脂柱Cs柱，得到高純氯化銫溶液，供下一步同位素分析使用；C、離子交換制備及熱電離質(zhì)譜測定與校正:C-1、將上步所得高純氯化銫溶液涂在熱電離質(zhì)譜儀的石墨上進(jìn)行熱電離質(zhì)譜測試，用法拉第杯同時接收m/e為301、303的離子峰強(qiáng)度，通過計(jì)算獲得Ra=37C1/35C1，其中301對應(yīng)133Cs235Cl'303對應(yīng)133Cs237Cr；C-2、根據(jù)下式將上述計(jì)算結(jié)果的Rcd值與已知的同位素標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比校正，得出最終的s37CV值:2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟A-1中，所述各物料的用量為:純水1.5-2.5重量份、硫酸亞鐵粉末0.02-0.05重量份、過硫酸鈉溶液1-2重量份；其中過硫酸鈉溶液的濃度為5g/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟A-2中,所述氯代烴、雙氧水的用量比為，氯代烴:雙氧水=(5-15)uL:(2-3)mL;其中雙氧水的濃度為1%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟A-3中，將反應(yīng)容器置于超聲儀內(nèi)在溫度范圍55度下超聲反應(yīng)10小時，超聲儀功率為750瓦。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟A-4中，所述短波的波長為254nm，長波的波長為365nm，照射功率為30W。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟B-1中，采用C8或C18規(guī)格的反相固相萃取小柱，依次用l-3mL甲醇和l_3mL純水活化。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯代烴中氯同位素的低溫轉(zhuǎn)化與測定方法，其特征在于:步驟B-3中，所述Ba柱、H柱和Cs柱的規(guī)格均為500mg，1.0cc;溶液通過上述三個柱時的流速保持在0.5_2ml/min?！疚臋n編號】G01N27/62GK103983686SQ201410240389【公開日】2014年8月13日申請日期:2014年5月30日優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日【發(fā)明者】桂建業(yè),劉菲,陳鴻漢申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（北京）