在線固相萃取分離富集與檢測(cè)痕量重金屬的研究.pdf

1、環(huán)境水樣中痕量重金屬的準(zhǔn)確測(cè)定是研究其作用機(jī)理并對(duì)其進(jìn)行有效防治的重要前提。重金屬元素由于具有難降解、易累積、毒性大等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的污染是不可逆轉(zhuǎn)的，已經(jīng)成為一個(gè)世界范圍內(nèi)的重大問(wèn)題。重金屬污染主要表現(xiàn)為對(duì)水體的污染，因此，必須快速、準(zhǔn)確地對(duì)水體中重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)。
　　在實(shí)際操作中，環(huán)境水樣中的痕量重金屬元素分析常面臨兩方面的困難，一方面超低含量的重金屬組分往往難以直接測(cè)定，另一方面復(fù)雜基體組分的存在會(huì)對(duì)痕量組分的分析產(chǎn)生干擾

2、，因此分離富集是環(huán)境水樣中痕量重金屬分析必須的有效技術(shù)。
　　固相萃取(SPE)是一種有效的、最常用的樣品預(yù)處理技術(shù)。作為一種環(huán)境友好的分離富集技術(shù)，因其具有相對(duì)較高的富集倍數(shù)、選擇性好、有機(jī)溶劑消耗量少、能處理小體積樣品、可重復(fù)使用富集材料、操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛關(guān)注。不斷地開(kāi)發(fā)新型的萃取材料以及在原有材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?，以期達(dá)到更好的萃取效果，是固相萃取技術(shù)的重要發(fā)展方向。
　　本論文以新

3、型固相萃取方法為核心，研究了多種吸附劑在固相萃取痕量重金屬元素分離富集中的應(yīng)用，探討了分離富集的相關(guān)機(jī)理，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一章簡(jiǎn)要介紹了硅膠及改性硅膠和碳納米管作為固相萃取材料在分離富集及形態(tài)分析中的應(yīng)用。
　　第二章基于硅膠表面對(duì)堿性體系中新生態(tài)的氧化銀(Ag2O)的有效吸附，建立了流動(dòng)注射-固相氧化物分離富集-火焰原子吸收法測(cè)定痕量銀的方法。當(dāng)銀以氧化物的形式被滯留在硅膠固相表面時(shí)，硅膠表面的硅醇基和表面電荷有

4、利于反應(yīng)體系中新生態(tài)的Ag2O膠狀沉淀的吸附，將收集的沉淀用HNO3(10％，v/v)洗脫后用火焰原子吸收測(cè)定。當(dāng)進(jìn)樣體積為5.4 mL，測(cè)得的富集系數(shù)為25.5，檢出限為0.6μg L-1，采樣頻率為50次h-1，線性范圍為2-150μg L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.0％(40μg L-1，n=11)。將該法用于一系列水樣中銀含量的測(cè)定，加標(biāo)回收率分別為93.3％、89.5％、96.6％、108.4％和102.8％。
　

5、　第三章以雙硫腙改性硅膠為富集材料，實(shí)現(xiàn)了痕量銅的在線分離富集及火焰原子吸收法檢測(cè)。并用FT-IR和SEM及X射線能譜儀(EDS)對(duì)雙硫腙改性硅膠進(jìn)行了表征。雙硫腙的引入顯著提高了硅膠對(duì)痕量銅的吸附率，當(dāng)進(jìn)樣體積為5.4 mL，測(cè)得的線性范圍為0.5-120μg L-1，富集系數(shù)為42.6，檢出限為0.2μg L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7％(40μg L-1，n=11)，采樣頻率為47次h-1，動(dòng)態(tài)吸附容量為0.76 mg g-1。用國(guó)

6、家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E)080039驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確性，對(duì)各種水樣品進(jìn)行了測(cè)定，加標(biāo)回收率為91.0％-107.0％。
　　第四章采用濃硝酸氧化的多壁碳納米管在線分離富集痕量銀，建立了碳納米管固相萃取-銀雙硫腙螯合物-火焰原子吸收法測(cè)定水中痕量銀的新方法;然后利用碳納米管表面的吸附特性，使其負(fù)載在硅膠微珠表面作為新型固相萃取吸附材料，用于流動(dòng)系統(tǒng)中吸附溶液中的新生態(tài)氧化物沉淀。負(fù)載后顯著增強(qiáng)了碳納米管作為吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度和富集性能。

7、當(dāng)進(jìn)樣體積為5.4 mL，測(cè)得的線性范圍為1-120μg L-1，富集系數(shù)為34.5，檢出限為0.35μg L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.5％(40μg L-1，n=7)，采樣頻率為47次h-1。結(jié)果表明:該方法的富集系數(shù)、檢出限和精密度均明顯優(yōu)于以純碳納米管和純硅膠微珠為吸附劑收集Ag2O的體系。將此系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際水樣中銀的測(cè)定，加標(biāo)回收率在96％-108％之間。
　　第五章采用流動(dòng)注射在線分離富集-火焰原子吸收檢測(cè)的方法，用碳納米

8、管做吸附劑，HNO3做洗脫劑，實(shí)現(xiàn)了鉻的形態(tài)分離、富集及測(cè)定。當(dāng)樣品溶液的pH值為3-6時(shí)，碳納米管對(duì)Cr(Ⅲ)具有很好的吸附效果，而對(duì)Cr(Ⅵ)沒(méi)有吸附，從而可以對(duì)鉻進(jìn)行形態(tài)分析。當(dāng)進(jìn)樣體積為6.0 mL，測(cè)得的線性范圍為5-200μg L-1，富集系數(shù)為22倍，檢出限為1.15μg L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7％(C Cr(Ⅲ)=40μg L-1，n=5)，碳納米管的動(dòng)態(tài)吸附容量為7.1 mg g-1。將該系統(tǒng)應(yīng)用到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)水樣