支撐液膜在線萃取與流動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)。在長期的歷史發(fā)展過程中，人類通過生產(chǎn)活動，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，伴隨工業(yè)化而來的環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，并已經(jīng)嚴(yán)重影響到經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。目前，世界各國對環(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)測的力度大大加強。其中對化學(xué)性有毒有害物質(zhì)的監(jiān)測就是一項重要的指標(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，而最終對人類產(chǎn)生危害。 流動注射分析法是二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種分析技術(shù)，已經(jīng)得到國際分析化學(xué)界廣泛重視。流動注射分析技術(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)備價廉且操作簡單、通用性強、可以與多種檢測儀器聯(lián)用等一系列優(yōu)點。分光光度法是最早與流動注射聯(lián)

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

4、于流動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三相系統(tǒng)，即水相-有機相-水相，有機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)首先萃取至有機相，然后再從有機相中反萃取至第二水相，這一萃取與反萃取過程一步完成。有機相中一般含有載體，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狀態(tài)，反萃取水相則處于相對靜止?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樣品的特點，而且可以與多種檢測手段聯(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物、有機酚類物質(zhì)及農(nóng)藥等。 本論文對支撐液膜在線萃取與流動注射分光光度分析聯(lián)用技術(shù)進行了較為系統(tǒng)的研究。闡述了支撐液膜萃取的基本原理；設(shè)計研制了支撐液膜萃取裝置；并通過對流動注射流路和閥門切換的設(shè)計與流動注射分光光度分析相聯(lián)接；采用自行設(shè)計的支撐液膜萃取

6、裝置對環(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物進行在線的分離和富集，然后直接進行流動注射分光光度分析。對支撐液膜在線萃取與流動注射分光光度分析測定方法的條件進行了優(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，并對工業(yè)污水、河水、海水等實際水樣

7、進行了分析測定。 研究了以雙硫腙為流動載體，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，對該支撐液膜體系進行了優(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，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注射Meso-四-（3，5-二溴-4-羥基苯）卟啉分光光度法測定水中痕量鉛（Ⅱ）的在線分離富集過程，由于該支撐液膜體系對鉛（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］分光光度法測定鉛（Ⅱ）時主要干擾離子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50倍，既可使方法的檢出限降至0.1μg/L，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中鉛（Ⅱ）的自動分析。在對鉛（Ⅱ）Meso－四－（3，5－二溴－4－羥基苯）卟啉［T（DBHP）P］顯色體系、流動注射諸條件進行優(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載體，煤油為膜溶劑萃取分離水中鎘（Ⅱ）的支撐液膜體系，對該支撐液膜體系進行了優(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，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注射丁基羅丹明B分光光度法測定水中痕量鎘（Ⅱ）的在線分離富集過程，由于該支撐液膜體系對鎘（Ⅱ）有選擇性分離作用，消除了鎘（Ⅱ）．碘化鉀－丁基羅丹明B分光光度法測定鎘（Ⅱ）時主要干擾離子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20倍，既可使方法的檢出限降至0。05μg/L，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中鎘（Ⅱ）的自

11、動分析。在對鎘（Ⅱ）-碘化鉀-丁基羅丹明B三元締合物顯色體系、流動注射諸條件進行優(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，對該液膜體系的條件進行了優(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，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注射乙基紫分光光度法測定水中痕量汞（Ⅱ）的在線分離富集過程，由于該支撐液膜體系對汞（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定汞（Ⅱ）時主要干擾離子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30倍左右，既可使方法的檢出限降至0.061xg/L，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中痕量汞（Ⅱ）的自動分析。在對汞（Ⅱ）-碘化鉀-乙基紫締合顯色體系、流動注射諸條件進行優(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載體，煤油為膜溶劑萃取分離水中鉻（Ⅵ）的支撐液膜體系，對該液膜體系的條件進行了優(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，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注射二苯碳酰二肼分光光度法測定水中痕量鉻（Ⅵ）的在線萃取富集過程，由于該支撐液膜體系對鉻（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定鉻（Ⅵ）時主要干擾離子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30倍左右，既可使方法的檢出限降至0.05μg／L，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中鉻（Ⅵ）的自動分析。在對Cr（Ⅵ）與二苯碳酰二肼顯色體系、流動注射諸條件進行優(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）的分析測定，結(jié)果滿意。 研究了以磷酸三丁酯為流動載體，

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，并對該液膜體系進行了優(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，苯酚的分離富集效果最佳。實驗成功地將該支撐液膜萃取體系應(yīng)用于流動注射-4-氨基安替比林分光光度法測定水中痕量苯酚的在線分離與富集過程，消除了影響光度法測定的基體干擾問題，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20倍，既可使方法的檢出限由10μg／L降至0.2μg／L，實現(xiàn)了水中痕量苯酚的自動分析。在對苯酚-4-氨基安替比林顯色體系、流動注射諸條件進行優(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)境水樣中苯酚的測定，結(jié)果滿意。 支撐液膜在線萃取與流動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