水中痕量銅的濁點(diǎn)萃取-火焰原子吸收光譜測定

水中痕量銅的濁點(diǎn)萃取-火焰原子吸收光譜測定

重金屬及其化合物具有很強(qiáng)的毒性，進(jìn)入人體后會導(dǎo)致各種生理變化。因此，對水中的重金屬進(jìn)行分析具有重要意義。目前,水質(zhì)監(jiān)測中測定銅的主要方法有萃取光度法,原子吸收光譜法等。萃取光度法操作較復(fù)雜,干擾因素多,并要使用有毒的有機(jī)溶劑;而結(jié)合各種分離富集手段使用原子吸收光譜法可直接測定水中超痕量的銅。濁點(diǎn)萃取法(CPE)是近年來出現(xiàn)的一種液—液萃取技術(shù),它不使用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑,不影響環(huán)境。它以中性表面活性劑膠束溶液的溶解性和濁點(diǎn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)(溫度、壓力、電解質(zhì)等)引發(fā)相分離,從而將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離。濁點(diǎn)萃取在金屬離子的分離富集中得到廣泛應(yīng)用。辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-7)是含有6～7個(gè)乙氧基的烷基酚聚氧乙烯醚,凝固點(diǎn)10～15℃,其結(jié)構(gòu)式如下:由于其濁點(diǎn)較低(68℃),相對于其他非離子表面活性劑而言相分離更快,所形成的表面活性劑相密度更高。本文系統(tǒng)研究了以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)為絡(luò)合劑,用OP-7非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取痕量銅的實(shí)驗(yàn)條件,采用火焰原子吸收光譜法測定表面活性劑相中痕量銅,并用于水樣中痕量銅的測定。1實(shí)驗(yàn)部分1.1銅標(biāo)準(zhǔn)工作溶液3510型原子吸收分光光度計(jì)(安捷倫科技上海有限公司);SHZ-88A型水溫恒溫振蕩器(蘇州市大隆儀器儀表有限公司);pHS-25型pH計(jì)(上海雷磁儀器廠);80-1型離心機(jī)(上海手術(shù)器械廠)。OP-7溶液:80g/L;銅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:1g/L(1%HNO3介質(zhì),V/V),稱取1.9506gCuSO4·5H2O溶于100mL水,定容于500mL容量瓶,臨用前配制成20μg/mL標(biāo)準(zhǔn)工作溶液;PAN:2×10-3mol/L甲醇溶液;緩沖溶液:0.1mol/L硼砂緩沖體系(25℃時(shí),pH9.18)。所用試劑均為分析純,所有玻璃器皿用硝酸(1+19)浸泡處理,實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。1.2可行性驗(yàn)算分析線波長:324.8nm;燈電流:2mA;狹縫寬度:0.2nm;乙炔流量:1.50L/min;空氣流量:7.00L/min。1.3op-7分相法取一定量Cu標(biāo)準(zhǔn)工作溶液于10mL離心管中,依次加入0.20mLPAN溶液、0.10mL硼砂緩沖溶液和0.15mLOP-7溶液,用水定容至10mL,搖勻,置于100℃恒溫水浴中,加熱20min后,趁熱以3000r/min離心6min使其分相。分相后的溶液在冰浴中冷卻至接近0℃,使表面活性劑相變成粘滯的液相后棄去水相,加入0.50mL硝酸甲醇混合溶液(V硝酸∶V甲醇=1∶9)并充分?jǐn)嚢枰越档捅砻婊钚詣┫嗟恼扯?溶液直接進(jìn)入火焰原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行測定。2結(jié)果與討論2.1萃取率的增加在濁點(diǎn)萃取金屬離子時(shí),合適的酸度條件有利于金屬離子與絡(luò)合劑形成螯合物,獲得滿意的萃取率。由于酸效應(yīng)的存在,溶液的pH值不同時(shí),螯合物的穩(wěn)定性是不同的,因此萃取率也就不同。考察了不同酸度時(shí)銅的萃取率,發(fā)現(xiàn)隨著pH值增加銅的萃取率增加,當(dāng)pH≥6.0后,萃取率接近100%,且保持穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)選擇pH7.0。2.2pan溶液用量對萃取率的影響試驗(yàn)了絡(luò)合劑PAN用量對銅萃取率的影響。當(dāng)PAN溶液的用量在0.15～0.30mL范圍內(nèi)變化時(shí),銅的萃取率都接近100%且保持穩(wěn)定。本文選擇0.20mL。2.3op-7用量對萃取率的影響試驗(yàn)了OP-7用量對銅萃取率的影響。結(jié)果顯示:當(dāng)OP-7溶液的用量在0.10～0.30mL時(shí),銅的萃取率都接近100%,增加或減少用量,萃取率均下降。本文選擇0.15mL。2.4萃取時(shí)間的選擇試驗(yàn)了不同平衡溫度和時(shí)間對萃取率的影響。結(jié)果表明,平衡溫度為100℃,平衡時(shí)間15min以上即可萃取完全,本法選擇在沸水浴中加熱20min。2.5催化劑的復(fù)配濁點(diǎn)萃取后得到的表面活性劑相是粘稠狀的液體,為了方便把表面活性劑富集相引入原子吸收分光光度計(jì)的霧化器,相分離后將硝酸和甲醇的混合溶液加入到表面活性劑相以降低粘度。試驗(yàn)表明,硝酸和甲醇體積比為1∶9時(shí),吸收信號為最佳。本法選擇加入0.50mL硝酸甲醇混合溶液。2.6響應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,對一些常見的陰、陽離子對銅回收率的影響進(jìn)行了試驗(yàn)。對于20μg/mL的銅,當(dāng)相對誤差≤±3%時(shí),1000倍的K+,Na+,Mg2+,Ca2+和500倍的SO42-,NO3-,Cl-對銅的測定沒有干擾。2.7標(biāo)準(zhǔn)加入回收率計(jì)算按1.3節(jié)的方法制備水溶液中Cu的標(biāo)準(zhǔn)曲線,其回歸方程和相關(guān)系數(shù)為:A=0.1212ρ(μg/mL),r=0.9991;再制備河水中Cu的標(biāo)準(zhǔn)加入曲線,其回歸方程和相關(guān)系數(shù)為:A=0.1211ρ(μg/mL)+0.0047,r=0.9994。所得的標(biāo)準(zhǔn)加入曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率之比實(shí)際就是標(biāo)準(zhǔn)加入回收率。判定基體是否干擾較好的方法,是比較標(biāo)準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入曲線是否平行,即它們的斜率是否有明顯的差異。結(jié)果顯示,Cu的標(biāo)準(zhǔn)加入曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率之比為0.999,兩條曲線的斜率無顯著差異,證明本法基本克服了基體干擾。對12份空白溶液按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行濁點(diǎn)萃取和測定,并計(jì)算空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,按3σ來計(jì)算方法的檢出限為8.54×10-3μg/mL。3貯水顆粒河水樣品用0.45μm孔徑的濾膜過濾以除去懸浮在水中的微粒,貯于6℃的冰箱中。按實(shí)驗(yàn)方法對河水樣品中痕量銅進(jìn)行濁點(diǎn)萃取分離富集和測定,并按標(biāo)準(zhǔn)加入曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率之比計(jì)算加標(biāo)回收率,結(jié)果見表1。4表面活性劑相中痕量銅的測定OP-7濁點(diǎn)較低(68℃),相對于其他非離子表面活性劑而言相分離更快,所形成的表面