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原文传递一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法

专利名称：	一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法
摘要：	本发明公开了一种基于极‑光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，执行过程如下：采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度；计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数；以及获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱，其中将铜离子的标准溶液作为除数因子；基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度。上述方法实现了不经分离可以同步检测出杂质离子的浓度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	阳春华;周风波;朱红求;李勇刚;周灿;周涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910355259.0
公开号：	CN109959628A
代理机构：	长沙市融智专利事务所(普通合伙)
代理人：	龚燕妮
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种基于极-光谱融合的锌溶液杂质离子浓度检测方法，所述待测锌溶液中杂质离子包括铜、镉、钴、镍，其特征在于：执行过程如下：采用示波极谱法测定铜、镉混合标准溶液以及待测锌溶液的极谱，并基于极谱中铜、镉离子特征峰高计算出待测锌溶液中铜、镉离子的浓度；计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数；以及获取待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱；其中，将铜离子的标准溶液作为除数因子采用比值光谱导数法分别对杂质离子的混合吸收光谱、钴离子的吸光度系数、镍离子的吸光度系数进行处理；所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱与钴离子、镍离子浓度及钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱有关，且与铜离子、镉离子无关；基于杂质离子混合吸光度的比值导数光谱、钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱采用过零点技术计算出待测锌溶液中钴离子浓度、镍离子浓度；其中，利用钴离子的比值导数光谱的过零点计算出镍离子浓度，利用镍离子的比值导数光谱的过零点计算出钴离子浓度。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：任意波长下所述待测锌溶液中杂质离子混合吸光度的比值导数光谱如下所示：式中，Aki表示所述待测锌溶液中杂质离子的混合吸光度，表示在波长点ki处的杂质离子混合吸光度的比值导数光谱，分别表示在波长点ki处的钴离子的比值导数光谱、镍离子的比值导数光谱，CN、CW分别表示所述待测锌溶液中钴离子、镍离子的离子浓度； CM0表示铜离子标准溶液的浓度，分别表示铜离子、钴离子、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，k表示波长，M、N、W分别表示铜离子、钴离子、镍离子。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述待测锌溶液中铜、镉离子的浓度是基于待测锌溶液极谱中的铜、镉离子特征峰高构建的特征峰高矢量、敏感度系数矩阵并采用如下公式计算出；其中， x°为待测锌溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM、CP分别表示待测锌溶液中铜离子、镉离子的浓度，表示待测锌溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，每个峰电位铜镉离子的混合特征峰高等于同一峰电位铜离子、镉离子的特征峰高之和，分别表示第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；B表示敏感度系数矩阵，Bt表示敏感度系数矩阵B的转置矩阵，βM,J、βP,J分别表示铜离子、镉离子对应在第J个峰电位处敏感度系数；所述敏感度系数矩阵B是利用不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱中铜、镉离子特征峰高计算出的。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述敏感度系数矩阵B的获取过程如下： A1：采集不同离子浓度的若干组铜、镉混合标准溶液的极谱，并获取每组铜、镉混合标准溶液极谱中铜、镉离子特征峰高； A2：基于每组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子浓度以及铜、镉离子特征峰高求解如下公式计算出敏感度系数矩阵B： h°＝Bx°1+e° 其中，式中，h°表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的特征峰高矢量，h01、h02、h0J分别表示在一组铜、镉混合标准溶液中第1个、第2个、第J个峰电位铜镉离子的混合特征峰高，h0J＝h°M,J+h°P,J，h°M,J、h°P,J分别表示一组铜、镉混合标准溶液中第J个峰电位上铜、镉离子的特征峰高；x°1表示一组铜、镉混合标准溶液中铜、镉离子的浓度矢量矩阵，CM1、CP1分别表示一组铜、镉混合标准溶液中铜离子、镉离子的浓度；e°表示测定误差矩阵，e01、e02、e0J分别表示在第1个、第2个、第J个峰电位测定时的测定误差。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：计算待测锌溶液中铜、钴、镍离子每个波长点对应的吸光度系数的过程如下： B1：采集与待测锌溶液相同离子成分，不同离子浓度的若干组锌溶液中杂质离子的混合吸收光谱；其中，同一个离子在同一个波长点下的吸光度系数与离子浓度无关； B2：根据朗伯比尔定律采用线性回归法计算铜、钴、镍离子在每个波长点对应的吸光度系数；其中，在波长点ki处锌溶液中杂质离子的混合吸光度与铜、钴、镍离子的浓度、吸光度系数的关系如下：式中，表示在波长点ki处一组锌溶液中杂质离子的混合吸光度，分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子在波长点ki处的吸光度系数，CM、CN、CW分别表示一组锌溶液中铜、钴、镍离子的离子浓度，k表示波长。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用紫外可见光谱法测量溶液吸收光谱，且紫外可见光谱法是利用T9紫外分光光度计实现。
所属类别：	发明专利