功能化離子液體的合成及其在金屬離子萃取分離中的應(yīng)用.pdf

1、室溫離子液體作為一種新型的綠色溶劑，具有許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)及分析化學(xué)等領(lǐng)域。它在萃取分離金屬離子方面的應(yīng)用也十分廣泛，但隨著生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，分析對(duì)象日益復(fù)雜多樣，對(duì)復(fù)雜基體中痕量和超痕量組分的分離和檢測(cè)成為突出的問(wèn)題。因此，尋找合適的分離富集方法是分析化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 在樣品前處理方面，現(xiàn)代樣品制備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是少用或不用溶劑及微型化，因此，新開(kāi)發(fā)的前處理技術(shù)的目的就是

2、要快速、有效、簡(jiǎn)單地完成分析樣品制備過(guò)程。
　　 功能化離子液體作為離子液體的一個(gè)重要分支，充分利用離子液體的“可設(shè)計(jì)性”，針對(duì)特定的應(yīng)用目的或?qū)嶋H需要而合成的，比傳統(tǒng)離子液體具有更高選擇性和實(shí)用性。功能性離子液體也可以應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)及分析化學(xué)等領(lǐng)域。在分析化學(xué)方面，主要用于萃取分離有機(jī)物、CO2及金屬離子等。然而，目前關(guān)于功能化離子液體在萃取分離方面的報(bào)道大部分是針對(duì)咪唑、吡啶及吡咯陽(yáng)離子烷基側(cè)鏈的功能化；而關(guān)于陰離子

3、功能化離子液體在萃取分離金屬離子方面的研究報(bào)道相對(duì)較少。
　　 本論文以N-甲基咪唑?yàn)樵?，合成了系列烷基咪唑六氟磷酸鹽疏水性離子液體、1-丁基-3-甲基咪唑二乙基二硫代氨基甲酸鹽及1-丁基-3-甲基咪唑乙基黃原酸鹽兩種陰離子功能化離子液體；并將其作為萃取劑，應(yīng)用于痕量金屬離子的分離富集。
　　 本論文的主要內(nèi)容如下：
　　 1．BMIMPF6離子液體對(duì)GFAAS法測(cè)定鎘和鉛的影響
　　 以N-甲基咪唑?yàn)?/p>

4、原料，合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（BMIMPF6）離子液體，并用FTIR表征其結(jié)構(gòu)?？疾炝薆MIMPF6離子液體對(duì)GFAAS法測(cè)定Cd、Pb的影響；并探討了不同基體改進(jìn)劑（HNO3、HC1、H2O2及H3PO4）的改進(jìn)作用。結(jié)果表明：采用硝酸為基體改進(jìn)劑，可以消除BMIMPF6離子液體對(duì)GFAAS法測(cè)定Cd、Pb的抑制作用，為離子液體萃取后金屬離子的直接測(cè)定，提供了一種更為簡(jiǎn)便、快捷的測(cè)定方法。經(jīng)過(guò)對(duì)照分析，水溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線和

5、離子液體標(biāo)準(zhǔn)曲線均可以作為BMIMPF6萃取后GFAAS法測(cè)定Cd、Pb的工作曲線。將該方法應(yīng)用于水樣中Cd和Pb的測(cè)定，獲得滿(mǎn)意的結(jié)果。該方法簡(jiǎn)便、快捷、靈敏度高。
　　 2．HMIMPF6離子液體超聲輔助擴(kuò)散液液微萃取GFAAS法測(cè)定水樣中的鎘
　　 建立了1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（HMIMPF6）離子液體超聲輔助擴(kuò)散液液微萃取GFAAS法測(cè)定環(huán)境水樣中痕量鎘的新方法?？疾炝溯腿∪軇┘捌潴w積、pH、NaDDT

6、C濃度、萃取時(shí)間、鹽度及共存離子等對(duì)萃取率的影響。結(jié)果表明：采用73μL HMIMPF6，pH=5.0～6.0，NaDDTC濃度為0.05％（m/v），萃取時(shí)間2 min，可以從10 mL水相中實(shí)現(xiàn)對(duì)Cd的定量萃取。方法的線性范圍為20～150 ng L-1，檢出限為7.4 ng L-1，特征質(zhì)量為0.018 pg Cd，精密度（RSD，50 ng L-1，n=11）為3.27％，富集倍數(shù)為67。該方法用于環(huán)境水樣的分析，結(jié)果令人滿(mǎn)意。

7、為了進(jìn)一步確認(rèn)方法的可靠性，將該方法用于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值相吻合。方法具有萃取時(shí)間短、簡(jiǎn)單、快速、靈敏、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
　　 3．兩種新型陰離子功能化離子液體的合成及萃取性能
　　 成功合成了兩種新型的陰離子功能化離子液體：1-丁基-3-甲基咪唑二乙基二硫代氨基甲酸鹽（BMIMDDTC）和1-丁基-3-甲基咪唑乙基黃原酸鹽（BMIMC3H5OS2），并對(duì)其進(jìn)行了定性分析和物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定；考察了上述離

8、子液體對(duì)不同金屬離子（Pb、Cd、Cu、Ni、Zn、Mn、Fe、Cr等）的萃取性能。結(jié)果表明：BMIMDDTC可用于Cu2+、Cd2+的定量萃取，最佳pH分別為Cu2+（pH=1.0～10.0）、Cd2+（pH=3.0～7.0）；BMIMC3H5OS2可用于Cu2+、Cd2+、Ni2+、pb2+、Zn2+的定量萃取，最佳pH分別為Cu2+（pH=1.0～5.0）、Cd2+（pH=1.0～11.0）、Ni2+（pH=2.0～4.0）、Pb

9、2+（pH=1.0～7.0）、Zn2+（pH=2.0～8.0）；擴(kuò)大了離子液體的應(yīng)用范圍；為功能化離子液體萃取金屬離子分析方法的建立提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 4．BMIMDDTC離子液體液液微萃取GFAAS法測(cè)定水樣中的鎘
　　 建立了1-丁基-3-甲基咪唑二乙基二硫代氨基甲酸鹽-液液微萃取-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水樣中痕量鎘的新方法?？疾炝溯腿∪軇w積、pH、萃取時(shí)間、鹽度及共存離子等對(duì)萃取率的影響。結(jié)果表明：pH