rionx-100濁點(diǎn)萃取富集痕量鐵的實(shí)驗(yàn)研究

rionx-100濁點(diǎn)萃取富集痕量鐵的實(shí)驗(yàn)研究

隨著現(xiàn)代分析科學(xué)的發(fā)展，對(duì)樣品的分離和提取技術(shù)有了更高的要求。作為一種新型的分離和提取技術(shù)，云率萃取具有萃取效率高、富豐因素大、操作簡(jiǎn)單、安全風(fēng)險(xiǎn)、易用性等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的萃取方法需要高純度和高純度的溶劑。它具有低豐分率、操作復(fù)雜、易受環(huán)境污染等缺點(diǎn)。廣泛用于生物聚合物的分離和提取、離體小分子的分離和測(cè)定，以及對(duì)金屬離子的分離、提取和形態(tài)分析。鐵是人體不可缺少的微量元素,是合成人體血紅蛋白的重要原料之一,也是肌紅蛋白、紅細(xì)胞色素酶系、過(guò)氧化酶以及過(guò)氧化氫酶等的組成成分,它擔(dān)負(fù)著向人體器官和肌肉輸送氧氣的重要任務(wù).人體所必需的十多種微量元素中,鐵無(wú)論在重要性還是所占比例上,都處于首位.人體長(zhǎng)期缺鐵,會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血,免疫功能下降等癥狀.因此,研究微量鐵的測(cè)定新方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.目前已報(bào)道的測(cè)定鐵的方法包括火焰原子吸收光譜法,催化-流動(dòng)注射分析法,液相色譜法,電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等.但是,大多數(shù)需要較昂貴的儀器,不便普及.濁點(diǎn)萃取是富集痕量金屬離子的安全低毒、有效、快速及經(jīng)濟(jì)的方法.其是基于金屬離子與絡(luò)合劑結(jié)合形成疏水性的物質(zhì),然后與表面活性劑的疏水基團(tuán)結(jié)合,被萃取進(jìn)入表面活性劑相,形成金屬離子-絡(luò)合劑-表面活性劑體系,而親水性物質(zhì)仍留在水相中,通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)引發(fā)相分離,將樣品中的待測(cè)物質(zhì)分離出來(lái).由于表面活性劑相的體積遠(yuǎn)小于水相,分析物在與基體成分分離的同時(shí)得到了一定程度的富集.目前,濁點(diǎn)萃取法用于環(huán)境樣品中痕量鐵的分離及測(cè)定,報(bào)道較少,而且鮮見(jiàn)于酒類樣品中的測(cè)定.本文研究了以KSCN作為絡(luò)合劑,應(yīng)用TritonX-100非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取痕量鐵的各種實(shí)驗(yàn)條件,建立了自來(lái)水樣及酒類樣品中測(cè)定痕量鐵的簡(jiǎn)單、快速、靈敏的新方法,取得了滿意結(jié)果.1實(shí)驗(yàn)部分1.1硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)使用液5.2inUV-2550型分光光度計(jì)(日本島津公司);DF-1015集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);pHS-25C酸度計(jì)(上海理達(dá)儀器廠).鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(100mg·L-1):準(zhǔn)確稱取0.2159g硫酸鐵銨[FeNH4(SO4)2·12H2O]溶解于10mL體積比為1∶1的鹽酸溶液中,移入250m容量瓶?jī)?nèi),用水稀釋至刻度.使用時(shí)逐級(jí)稀釋為10mg·L-1.TritonX-100:5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));KSCN溶液:0.5mol·L-1;NaOH溶液:1mol·L-1.實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為石英二次亞沸水.青島9度啤酒,劍南春,蘋(píng)果王老窖,謝村小花雕酒樣均為市售.1.2kscn-2-2-硫基雙亞甲基-5-2-四氫-1,3,5.4.5%.5%.5%5.2.5%.5%-5-甲基苯磺酸酯5-甲基苯磺酸酯5.2.3.4.5%5.2.5%,5.2.5%5.2.5.2.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%準(zhǔn)確移取一定量的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液于10mL離心管中,分別依次加入1.60mL0.5mol·L-1的KSCN溶液,1.60mL5%的TritonX-100溶液和1.60mL正辛醇.振蕩,用二次亞沸水定容至刻度,然后于35℃水浴恒溫反應(yīng)35min,待分相完全后,用自制取樣器吸去水相,以2.0mL無(wú)水乙醇溶解稀釋剩余的表面活性劑相,試劑空白為參比,在波長(zhǎng)λ515nm測(cè)定吸光度.2結(jié)果與討論2.1顏色和提取條件的選擇2.1.1最大吸收波長(zhǎng)的確定實(shí)驗(yàn)中以試劑空白為參比,從400~800nm對(duì)Fe3+-SCN--TritonX-100體系進(jìn)行光譜掃描,以確定體系的最大吸收波長(zhǎng).結(jié)果表明:體系在515nm處吸光度值最大,因此選擇515nm為體系的測(cè)定波長(zhǎng).2.1.2scn-濃度對(duì)吸光度的影響實(shí)驗(yàn)中考察了不同濃度SCN-對(duì)鐵萃取的影響,其結(jié)果如圖1所示.隨著SCN-濃度的增大,吸光度逐漸增加且趨于穩(wěn)定,當(dāng)加入量大于1.60mL時(shí),吸光度值不再增加,實(shí)驗(yàn)中選擇加入1.60mL0.5mol·L-1KSCN使其充分絡(luò)合.2.1.3體系ph值的影響pH值是影響絡(luò)合物形成的主要因素之一,但對(duì)非離子表面活性劑的萃取效率而言,pH值影響不大.通常要獲得較好的萃取效率,體系的pH值一般宜控制在被萃取物處于電中性狀態(tài).實(shí)驗(yàn)表明,在中性或弱酸性溶液中,體系對(duì)鐵的萃取效果最好,所以本文選用在中性溶液中進(jìn)行測(cè)定.2.1.4tri能力的測(cè)量TritonX-100的用量不僅決定了萃取分離的效果而且也決定了膠束相體積的大小,實(shí)驗(yàn)探討了TritonX-100的用量對(duì)體系吸光度的影響,結(jié)果如圖2所示當(dāng)TritonX-100的用量在1.60mL時(shí),體系的吸光度最大,因此實(shí)驗(yàn)選擇TritonX-100溶液的用量為1.60mL.2.1.5正辛醇體系的選擇在濁點(diǎn)萃取中,濁點(diǎn)溫度通常要低于100℃,而TritonX-100的濁點(diǎn)是65℃.加入有機(jī)溶劑于TritonX-100中,能夠降低其濁點(diǎn)溫度.實(shí)驗(yàn)考察了有機(jī)溶劑丙三醇、異丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇等對(duì)濁點(diǎn)萃取的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn),正辛醇的加入能夠顯著降低TritonX-100的濁點(diǎn)溫度,縮短體系Fe3+-SCN--TritonX-100相分離的時(shí)間.因此,實(shí)驗(yàn)選擇加入正辛醇降低TritonX-100的濁點(diǎn)溫度.同時(shí),亦考察了正辛醇對(duì)體系萃取效率的影響.對(duì)照兩組平行試驗(yàn),未加入和加入正辛醇體系進(jìn)行濁點(diǎn)萃取時(shí)的情況.第一組實(shí)驗(yàn)中,表面活性劑聚集在離心管底部,微紅,粘稠而量少;第二組實(shí)驗(yàn)中,醇和表面活性劑聚集在離心管上部,紅色,渾濁而量較多.由此可見(jiàn),較之第一組實(shí)驗(yàn),在第二組實(shí)驗(yàn)中,由于TritonX-100和正辛醇的同時(shí)存在,鐵被最大程度地萃取并且富集于表面活性劑和醇相之中,因而膠束相顏色加深且體積增大.其可能的原因是正辛醇對(duì)該體系有協(xié)同萃取效應(yīng).正辛醇與TritonX-100相互作用,不僅改變了水溶液的極性、密度、溶解參數(shù)等,而且也影響了TritonX-100的臨界膠束濃度(CMC)、膠束的大小以及分相行為,從而降低了TritonX-100的濁點(diǎn)溫度.所以,正辛醇的加入縮短了萃取時(shí)間,增強(qiáng)了體系的萃取效率.圖3是不同正辛醇的用量對(duì)體系吸光度的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:正辛醇的用量為1.60mL,體系吸光度值最大,所以選擇正辛醇的用量為1.60mL.2.1.6平衡時(shí)間的確定此外,實(shí)驗(yàn)考察了平衡時(shí)間對(duì)體系吸光度的影響,結(jié)果如圖5所示.加熱35min,吸光度達(dá)到最大值,故本實(shí)驗(yàn)選取的平衡時(shí)間為35min.2.2鐵的測(cè)定按照上述實(shí)驗(yàn)方法,測(cè)量1.0mg·L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(誤差不超過(guò)±5%),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明大量的K+,Na+,Ca2+Mg2+,Cl-,SO42-等存在對(duì)鐵的測(cè)定沒(méi)有干擾;而樣品中存在能與KSCN發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的金屬離子Co2+,Zn2+時(shí),對(duì)鐵的測(cè)定有一定干擾.但當(dāng)c(共存離子/鐵)≤20時(shí),可以通過(guò)增加KSCN濃度來(lái)消除干擾.2.3鐵離子檢測(cè)在優(yōu)化了的實(shí)驗(yàn)條件下,配制一系列濃度的鐵離子溶液,按照上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行濁點(diǎn)萃取-光度法測(cè)定,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.結(jié)果表明:鐵離子濃度在0.1~1.0mg·L-1范圍內(nèi),吸光度和濃度呈線性關(guān)系,回歸方程為:A=0.1144c-0.0072,r=0.9980;鐵離子濃度在1.0~10mg·L-1范圍內(nèi),吸光度和濃度呈線性關(guān)系,回歸方程為:A=0.1541c-0.0249,r=0.9975.同時(shí)進(jìn)行10次空白試驗(yàn),計(jì)算方法的檢出限為0.02mg·L-1.2.4樣品分析2.4.1酒樣的制備水樣處理方法:取一定量的自來(lái)水樣(西安市自來(lái)水),濾膜過(guò)濾以除去懸浮在水中的微粒,貯于4℃冰箱中備用.酒樣按文獻(xiàn)方法處理:準(zhǔn)確移取25.00mL酒樣于100mL小燒杯中,加入1.0mL濃硝酸,加熱煮沸10min,消化完全并趕盡酒精,然后再加入適量的活性炭,脫色后趁熱過(guò)濾,用NaOH溶液調(diào)至中性,再轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中,定容備用.2.4.2加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)對(duì)已處理的自來(lái)水樣,市售青島9度啤酒,劍南春,蘋(píng)果王老窖,謝村小花雕樣品按上述實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定并進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表1所示.由表中可知回收率在97.4%~101.6%之間,表明該方法可靠.3正辛醇萃取與傳統(tǒng)萃取方法相比,濁點(diǎn)萃取可以避免使用大量有機(jī)溶劑,是分離富集痕量金屬離子的一種簡(jiǎn)單安全、經(jīng)濟(jì)高效的方法.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:TritonX-100能夠有效地分離富集痕量的鐵,具有低毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn).另外,加入正辛醇可以降低TritonX-100的濁點(diǎn)溫度,操作簡(jiǎn)便,易于控制.正辛醇既是