支撐液膜在線萃取與流動(dòng)注射分光光度分析聯(lián)用技術(shù)的研究及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用.pdf

1、自然環(huán)境是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在長(zhǎng)期的歷史發(fā)展過(guò)程中，人類通過(guò)生產(chǎn)活動(dòng)，不斷從環(huán)境中獲取物質(zhì)、能量和信息，創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)文明和精神文明，最后又將轉(zhuǎn)化了的物質(zhì)和精神產(chǎn)物排入環(huán)境，其中也包括大量的污染物。尤其是工業(yè)革命以來(lái)，伴隨工業(yè)化而來(lái)的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，并已經(jīng)嚴(yán)重影響到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。目前，世界各國(guó)對(duì)環(huán)境污染物的排放指標(biāo)都有嚴(yán)格的限制和要求，環(huán)境監(jiān)測(cè)的力度大大加強(qiáng)。其中對(duì)化學(xué)性有毒有害物質(zhì)的監(jiān)測(cè)就是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。Pb（I

2、I）、Cd（II）、Hg（II）、Cr（Ⅵ）等重金屬和揮發(fā)酚類等物質(zhì)都屬于污染環(huán)境的重要毒物。其中重金屬污染還可以在生物體內(nèi)蓄積、轉(zhuǎn)移，造成食物鏈的污染，而最終對(duì)人類產(chǎn)生危害。 流動(dòng)注射分析法是二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的一種分析技術(shù)，已經(jīng)得到國(guó)際分析化學(xué)界廣泛重視。流動(dòng)注射分析技術(shù)具有分析速度快、準(zhǔn)確度和精密度高、試劑和試樣的消耗量少、設(shè)備價(jià)廉且操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、可以與多種檢測(cè)儀器聯(lián)用等一系列優(yōu)點(diǎn)。分光光度法是最早與流動(dòng)注射聯(lián)

3、用的檢測(cè)方法，該方法簡(jiǎn)便，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，幾乎所有溶液中的光度分析都可以設(shè)計(jì)成流動(dòng)注射分析，目前仍然是應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)方法，尤其是在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析中更是占有重要的位置。 流動(dòng)注射在線分離、預(yù)富集技術(shù)是該項(xiàng)分析技術(shù)中的重要內(nèi)容，也是流動(dòng)注射技術(shù)發(fā)展的前沿，近年來(lái)備受人們關(guān)注。常用流動(dòng)注射在線分離、預(yù)富集方法有：在線溶劑萃取；在線沉淀、共沉淀分離；在線預(yù)柱吸附分離、富集；在線滲析分離；在線氣體擴(kuò)散分離等。支撐液膜萃取技術(shù)用

4、于流動(dòng)注射在線樣品前處理的研究，也是分析化學(xué)的研究方向之一。 支撐液膜萃取體系是一個(gè)三相系統(tǒng)，即水相-有機(jī)相-水相，有機(jī)相被固定在多孔疏水性薄膜（如聚四氟乙烯微孔膜）上。試樣中的目標(biāo)物質(zhì)首先萃取至有機(jī)相，然后再?gòu)挠袡C(jī)相中反萃取至第二水相，這一萃取與反萃取過(guò)程一步完成。有機(jī)相中一般含有載體，以提高萃取與反萃取的選擇性。由于支撐液膜裝置可以使試樣處于流動(dòng)狀態(tài)，反萃取水相則處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，因而可以獲得較高的富集倍數(shù)。所以，支撐液膜萃

5、取具有高效、節(jié)能、選擇性好、萃取與反萃取一次完成且具有富集濃縮待測(cè)樣品的特點(diǎn)，而且可以與多種檢測(cè)手段聯(lián)用。該方法已用于富集分離血清中的生物藥品，環(huán)境水樣中的重金屬離子及其金屬有機(jī)物、有機(jī)酚類物質(zhì)及農(nóng)藥等。 本論文對(duì)支撐液膜在線萃取與流動(dòng)注射分光光度分析聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。闡述了支撐液膜萃取的基本原理；設(shè)計(jì)研制了支撐液膜萃取裝置；并通過(guò)對(duì)流動(dòng)注射流路和閥門切換的設(shè)計(jì)與流動(dòng)注射分光光度分析相聯(lián)接；采用自行設(shè)計(jì)的支撐液膜萃取

6、裝置對(duì)環(huán)境水樣中的Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）等重金屬有毒離子以及苯酚等有毒有機(jī)物進(jìn)行在線的分離和富集，然后直接進(jìn)行流動(dòng)注射分光光度分析。對(duì)支撐液膜在線萃取與流動(dòng)注射分光光度分析測(cè)定方法的條件進(jìn)行了優(yōu)化和選擇，提高了光度分析的選擇性、基本消除了基體干擾、提高了分析的靈敏度。建立了支撐液膜在線萃取流動(dòng)注射分光光度法分析水中痕量Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）和苯酚的新方法，并對(duì)工業(yè)污水、河水、海水等實(shí)際水樣

7、進(jìn)行了分析測(cè)定。 研究了以雙硫腙為流動(dòng)載體，煤油為膜溶劑，檸檬酸為反萃劑的萃取分離水中鉛（Ⅱ）的支撐液膜體系，對(duì)該支撐液膜體系進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)膜相為0.03％雙硫腙的煤油溶液；受體相為0.5 mol/L檸檬酸溶液；料液相pH值為7.0時(shí)，鉛（Ⅱ）的分離富集效果最佳。成功地將該支撐液膜萃取體系用于流動(dòng)注射Meso-四-（3，5-二溴-4-羥基苯）卟啉分光光度法測(cè)定水中痕量鉛（Ⅱ）的在線分離富集過(guò)程，由于該支撐液膜體系對(duì)鉛（Ⅱ）有選擇

8、性分離作用，消除了Meso-四-（3，5-二溴-4-羥基苯）卟啉［T（DBHP）P］分光光度法測(cè)定鉛（Ⅱ）時(shí)主要干擾離子Ti<'4+>、Cu<'2+>、Hg<'2+>、Co<'2+>等的干擾。采用該支撐液膜體系在線萃取30min，富集倍數(shù)可達(dá)50倍，既可使方法的檢出限降至0.1μg/L，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境水樣中鉛（Ⅱ）的自動(dòng)分析。在對(duì)鉛（Ⅱ）Meso－四－（3，5－二溴－4－羥基苯）卟啉［T（DBHP）P］顯色體系、流動(dòng)注射諸條件進(jìn)行優(yōu)化之后，

9、確定了該方法的線性范圍為0．5～100μg/L，最低檢出限為0.1μg/L，RSD=2.24％（n=5）。將該方法用于工業(yè)污水、河水、海水等不同環(huán)境水樣中鉛（Ⅱ）的分析，結(jié)果滿意。 研究了以正十六胺為流動(dòng)載體，煤油為膜溶劑萃取分離水中鎘（Ⅱ）的支撐液膜體系，對(duì)該支撐液膜體系進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)膜相為0.02mol/L，正十六胺的煤油溶液；受體相為0.20mol/L的醋酸銨溶液；料液相為0.02mol/L的KI和0.04mol/L的HC

10、l溶液時(shí)，鎘（Ⅱ）的分離富集效果最佳。并成功地將該支撐液膜萃取體系用于流動(dòng)注射丁基羅丹明B分光光度法測(cè)定水中痕量鎘（Ⅱ）的在線分離富集過(guò)程，由于該支撐液膜體系對(duì)鎘（Ⅱ）有選擇性分離作用，消除了鎘（Ⅱ）．碘化鉀－丁基羅丹明B分光光度法測(cè)定鎘（Ⅱ）時(shí)主要干擾離子Hg<'2+>、C0<'2+>、Pb<'2+>等的干擾。采用該支撐液膜體系在線萃取20min，富集倍數(shù)可達(dá)20倍，既可使方法的檢出限降至0。05μg/L，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境水樣中鎘（Ⅱ）的自

11、動(dòng)分析。在對(duì)鎘（Ⅱ）-碘化鉀-丁基羅丹明B三元締合物顯色體系、流動(dòng)注射諸條件進(jìn)行優(yōu)化之后，確定了該方法的線性范圍為0.1～401μg/L，最低檢出限為0.05μg/L，RSD=2.38％（n=5）。將該方法用于工業(yè)污水、河水、海水等不同環(huán)境水樣中鎘（Ⅱ）的分析，結(jié)果滿意。 研究了以磷酸三丁酯為流動(dòng)載體，煤油為膜溶劑，硫代硫酸鈉為反萃劑的萃取分離水中汞（Ⅱ）的支撐液膜體系，對(duì)該液膜體系的條件進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)膜相為10％磷酸三丁酯的煤

12、油溶液；受體相為0.01mol/L硫代硫酸鈉溶液；料液相為0.02mol/L的鹽酸溶液時(shí)，汞的分離富集效果最佳。并成功地將該支撐液膜萃取體系用于流動(dòng)注射乙基紫分光光度法測(cè)定水中痕量汞（Ⅱ）的在線分離富集過(guò)程，由于該支撐液膜體系對(duì)汞（II）有選擇性分離作用，消除了汞（Ⅱ）．碘化鉀-乙基紫分光光度法測(cè)定汞（Ⅱ）時(shí)主要干擾離子Sn<'4+>、Cu<'2+>、pb<'2+>、Cd<'2+>等的干擾。采用該支撐液膜體系在線萃取20min，富集倍數(shù)

13、可達(dá)30倍左右，既可使方法的檢出限降至0.061xg/L，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境水樣中痕量汞（Ⅱ）的自動(dòng)分析。在對(duì)汞（Ⅱ）-碘化鉀-乙基紫締合顯色體系、流動(dòng)注射諸條件進(jìn)行優(yōu)化之后，確定了該方法的線性范圍為0.1～501μg/L，最低檢出限為0.06μg/L，RSD=2．16％（n=5）。將該方法用于工業(yè)污水中汞（Ⅱ）的分析，結(jié)果滿意。 研究了以磷酸三丁酯為流動(dòng)載體，煤油為膜溶劑萃取分離水中鉻（Ⅵ）的支撐液膜體系，對(duì)該液膜體系的條件進(jìn)行了優(yōu)化

14、。當(dāng)膜相為10％磷酸三丁酯的煤油溶液；受體相為0.01mol／L NaOH溶液；料液相為0.001mol／L的HCl溶液（pH=3.0）時(shí)，鉻（Ⅵ）的分離富集效果最佳。成功地將該支撐液膜萃取體系用于流動(dòng)注射二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定水中痕量鉻（Ⅵ）的在線萃取富集過(guò)程，由于該支撐液膜體系對(duì)鉻（Ⅵ）有選擇性分離作用，消除了Cr（Ⅵ）與二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定鉻（Ⅵ）時(shí)主要干擾離子Cu<’2+>、Pb<’2+>、Fe<’3+>、Mo<’5+

15、>等的干擾。采用該支撐液膜體系在線萃取20min，富集倍數(shù)可達(dá)30倍左右，既可使方法的檢出限降至0.05μg／L，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境水樣中鉻（Ⅵ）的自動(dòng)分析。在對(duì)Cr（Ⅵ）與二苯碳酰二肼顯色體系、流動(dòng)注射諸條件進(jìn)行優(yōu)化之后，確定了該方法的線性范圍為0.2～50μg／L，最低檢出限為0.05μg／L，RSD=2.59％（n=5）。將該方法用于不同工業(yè)污水、河水、海水等環(huán)境水樣中鉻（Ⅵ）的分析測(cè)定，結(jié)果滿意。 研究了以磷酸三丁酯為流動(dòng)載體，

16、煤油為膜溶劑，堿性氫氧化鈉溶液為反萃劑，萃取分離水中苯酚的支撐液膜體系，并對(duì)該液膜體系進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)膜相為20％磷酸三丁酯的煤油溶液；受體相為0.02mol／L氫氧化鈉溶液；料液相為0.8mol／L的鹽酸溶液時(shí)，苯酚的分離富集效果最佳。實(shí)驗(yàn)成功地將該支撐液膜萃取體系應(yīng)用于流動(dòng)注射-4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定水中痕量苯酚的在線分離與富集過(guò)程，消除了影響光度法測(cè)定的基體干擾問(wèn)題，降低了苯酚的檢出限。采用該支撐液膜體系在線萃取20min，

17、富集倍數(shù)可達(dá)20倍，既可使方法的檢出限由10μg／L降至0.2μg／L，實(shí)現(xiàn)了水中痕量苯酚的自動(dòng)分析。在對(duì)苯酚-4-氨基安替比林顯色體系、流動(dòng)注射諸條件進(jìn)行優(yōu)化之后，確定了該方法的線性范圍為1～100μg／L，最低檢出限為0.5μg／L，RSD=3.6％（n=5）。該方法無(wú)需蒸餾，可直接分析，用于河水、工業(yè)污水等環(huán)境水樣中苯酚的測(cè)定，結(jié)果滿意。 支撐液膜在線萃取與流動(dòng)注射分光光度分析聯(lián)用技術(shù)為在線樣品處理提供了方法上的新思路和實(shí)