LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Determination of Morpholine, Ethanolamine, and Hydrazine in Simulated Nuclear Power Plant Wastewater

Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Iontová chromatografie
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Voda v sekundárních a chladicích systémech jaderných elektráren slouží k odvádění tepla vznikajícího štěpnými reakcemi. K prevenci koroze se přidávají organické aminy (morpholin, ethanolamin) a silné redukční činidlo hydrazin. Tyto sloučeniny se uvolňují do odpadních vod, kde podléhají přísným limitům v rozsahu jednotek µg/L až mg/L. Je proto nutné vyvinout citlivé analytické metody schopné tyto aminy kvantifikovat v náročné matrici s vysokým obsahem soli a běžných kationtů.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo navrhnout a ověřit dvě iontově chromatografické metody pro současné stanovení:
  • hydrazinu a morpholinu pomocí dvoufázové detekce (potlačená vodivost + integrovaná pulzní amperometrie, IPAD) na kolóně CS16,
  • ethanolaminu pomocí systému RFIC-EG a potlačené vodivosti na kolóně CS15.
Obě metody byly validovány na modelovém vzorku simulujícím odpadní vodu s vysokými koncentracemi lithia, sodíku, amonia, draslíku, vápníku a hořčíku.

Použitá metodika a instrumentace


Pro stanovení hydrazinu a morpholinu byl použit systém Thermo Scientific Dionex ICS-3000 vybaven:
  • dvojitým gradientním čerpadlem DP s degazací,
  • elektrolyticky generátorem elučního roztoku EG s kartridží EGC II MSA a pastí CR-CTC II,
  • autosamplerem AS-IQ s 10 mL mísicími lahvemi,
  • potlačovacím modulem CSRS 300 (2 mm) v režimu external water,
  • elektrochemickou detekcí ED s platinovým Ag/AgCl ref. elektrodou a AAA-Certified jednorázovou Au pracovní elektrodou,
  • integrovanou pulzní amperometrií (IPAD) s postcolumn přidáním 50 mM NaOH PCR pomocí druhého čerpadla.
Pro ethanolamin byl použit obdobný RFIC-EG systém se stejnou potlačenou detekcí a eluentem 5 mM MSA na kolóně Dionex IonPac CS15.

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda 1 (CS16, gradient MSA, vodivost + IPAD) dosáhla:
  • LOD hydrazinu 2,3 µg/L, LOQ 8,6 µg/L, lineární rozsah 10–50 µg/L, r²=0,9997,
  • LOD morpholinu 24,8 µg/L, LOQ 147 µg/L, lineární rozsah 150–500 µg/L, r²=0,9997,
  • v maticovém testu (simulovaná NPP odpadní voda) recovery hydrazinu 109 % (RSD <1,9 %) a morpholinu 97,2 % (RSD <2,9 %),
  • metoda prokázala robustnost vůči drobným změnám PCR koncentrace, teploty kolony a dodavatelských šarží elektrod i kolony.
Metoda 2 (CS15, 5 mM MSA, vodivost) dosáhla:
  • LOD ethanolaminu 13 µg/L, LOQ 54 µg/L, lineární rozsah 50–800 µg/L, r²=0,9997,
  • v maticovém testu recovery 86,4 % (zlepšeno na 101,7 % po 20% naředění matrix).

Přínosy a praktické využití metody


Vyvinuté chromatografické metody nabízejí vysokou citlivost a selektivitu pro aminy v přítomnosti vysokých koncentrací běžných kationtů. Automatická generace eluentu RFIC-EG eliminuje chybovost a časovou náročnost manuální přípravy roztoků. Integrovaná detekce IPAD zajišťuje nízké meze detekce pro splnění požadavků na vypouštění odpadních vod v jaderném průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Možnosti dalšího rozvoje zahrnují:
  • on-line monitorování úpravny vody v reálném čase,
  • rozšíření metodiky na další organické a anorganické korozní inhibitory,
  • aplikaci miniaturizovaných kolón a nízkoproudových systémů,
  • kombinaci s hmotnostní detekcí pro identifikaci rozpadových produktů.

Závěr


Popsané metody představují spolehlivý analytický nástroj pro stanovení morpholinu, ethanolaminu a hydrazinu v náročné matici jaderných odpadních vod. Nabízejí požadovanou citlivost, přesnost i robustnost pro plnění regulačních limitů a optimalizaci protikorozní úpravy systémů.

Reference


  1. Maeda H. et al. The Global Nuclear Fuel Market–Supply and Demand 2005–2030. WNA Symposium 2005.
  2. Nordmann F. J. Solution Chemistry 2003, 32(10), Kyoto.
  3. Cattant F. et al. Materials Today 2008, 11(10), 32–37.
  4. Millett P.J., Fruzzetti K. Proc. Int. Conf. Organics in Water, Steam and Materials 2005; EPRI.
  5. B&W Nuclear Technologies. Qualification Testing of Three Advanced Amines for pH Control; EPRI TR-103098, 1994.
  6. Rubin E.S. Toxic Release from Power Plants. Environ. Sci. Technol. 1999, 33, 3062–3067.
  7. JORF DEVQ0803300A. Liquid Effluent Discharge Regulations, France, 2008.
  8. JORF DEVP0928629A. Liquid Effluent Discharge Regulations, France, 2009.
  9. EPRI. Fossil Plant Cycle Chemistry. Chapter 13: Ion Chromatography, 2007.
  10. Dionex AN152, 2003. Trace Na in Presence of Ethanolamine.
  11. Dionex AN185, 2008. Inorganic Anions in Boric Acid-Treated Waters.
  12. Dionex TN50, 2001. AAA-Direct Amino Acid Analysis.
  13. Dionex Doc. 065067, 2005. ICS-3000 EG Degas Conversion.
  14. Dionex AN188, 2008. Glycols and Alcohols by IC-PAD.
  15. Dionex Doc. 023741, 2004. AAA-Direct Installation.
  16. Dionex Doc. 031481, 2004. AAA-Direct Product Manual.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Determination of Morpholine, Ethanolamine, and Hydrazine in Simulated Nuclear Power Plant Wastewater
Application Note 247 Determination of Morpholine, Ethanolamine, and Hydrazine in Simulated Nuclear Power Plant Wastewater INTRODUCTION Nuclear power plants (NPP) generate nearly 20% of the total electricity in the U.S. and nearly 30% in the E.U.1 In NPPs, water in…
Klíčová slova
hydrazine, hydrazinemorpholine, morpholinenpp, nppethanolamine, ethanolaminepcr, pcrramp, rampoff, offsimulated, simulatedconcentrations, concentrationswastewater, wastewaterammonium, ammoniumipad, ipadelectrode, electrodereagent, reagentmsa
Industrial Ion Chromatography application note compendium
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric
Ion Chromatography Applications in the Power Industry
Ion Chromatography Applications in the Power Industry
2010|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Ion Chromatography Applications in the Power Industry Dionex Corporation Sunnyvale, CA Content ● Introduction ● Eluent Generation and Purification ● Suppression ● Applications ● On-line Sample Preparation ● Borated Waters ● Amines – Matrices and Analytes ● Conclusions Automation Challenges…
Klíčová slova
autoprep, autopreprfic, rficloop, loopwaste, wasteatc, atcwater, wateresp, espsuppressor, suppressorkoh, kohminutes, minutessuppressed, suppressedeluent, eluentconcentrator, concentratorborated, boratedsmall
Thermo Scientific Dionex IonPac CS17 Cation-Exchange Column
Thermo Scientific Dionex IonPac CS17 Cation-Exchange Column
2011|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
chromatography Product Specifications Obtain excellent peak shapes for hydrophobic amines without the use of solvent using the Dionex IonPac CS17 Cation-Exchange Column. Thermo Scientific Dionex IonPac CS17 Cation-Exchange Column Separation of Alkylamines and the Group I and II Cations Using…
Klíčová slova
cation, cationdionex, dionexamines, aminessuppressor, suppressorautosuppression, autosuppressionctc, ctctrap, trapminutes, minutessymmetries, symmetrieseluent, eluentcations, cationselectrolytic, electrolyticatlas, atlashydrophobic, hydrophobicregenerated
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.