火焰原子吸收光譜法測(cè)定痕量銅

火焰原子吸收光譜法測(cè)定痕量銅

濁點(diǎn)萃取法是近年來提出的一種新興的環(huán)保液相萃取技術(shù)。使用具有蒸發(fā)作用的有機(jī)溶劑不會(huì)影響環(huán)境。它以表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點(diǎn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)如溶液pH值,溫度等引發(fā)相分離,將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離。它具有經(jīng)濟(jì)、安全、高效、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),已廣泛用于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究中。近來濁點(diǎn)萃取法也成功地用于金屬元素的分離富集。濁點(diǎn)萃取已用于光度法測(cè)定痕量鉺和釓,原子吸收光譜法測(cè)定痕量鎘、鉛、鈷和鎳等。本文詳細(xì)研究了以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)為絡(luò)合劑,用TritonX-114非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取痕量銅的各種條件,并用火焰原子吸收光譜法測(cè)定表面活性劑相中的銅,建立了測(cè)定痕量銅的新方法,并用于水樣中痕量銅的測(cè)定。1實(shí)驗(yàn)部分1.1工作溶液配制島津AA-680原子吸收分光光度計(jì)(日本島津)及銅空心陰極燈,MP4離心機(jī)(美國,國際設(shè)備公司)。銅標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000μg/mL)由高純銅按常法配制,工作溶液(10μg/mL)由標(biāo)準(zhǔn)貯備液稀釋。PAN為Merck產(chǎn)品,配成2.0×10-3mol/L甲醇溶液,TritonX-114為Sigma產(chǎn)品,配成50g/L溶液。pH緩沖溶液(磷酸體系),其它試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1火焰原子化器測(cè)定取一定量銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL離心管中,加入2.0×10-3mol/LPAN溶液0.5mL、體積分?jǐn)?shù)5%TritonX-114溶液0.5mL,pH7.0緩沖溶液1mL,用二次蒸餾水稀至50mL,搖勻,置于40℃恒溫水浴中,加熱15min后,以5000r/min離心15min使分相。分相后的溶液在冰浴中冷卻至接近0℃,使表面活性劑相變成粘滯的液相,然后反轉(zhuǎn)離心管棄去水相,加入200μL含0.1mol/LHNO3的甲醇,以降低表面活性劑相的粘度,溶液直接進(jìn)入原子吸收分光光度計(jì)的火焰原子化器進(jìn)行測(cè)定。儀器工作條件:波長(zhǎng):324.8nm;燈電流:3mA;狹縫寬度:0.5nm;燃燒器高度:10mm;乙炔流量:1.8L/min;空氣流量:10L/min。1.2.2貯水顆粒自來水、河水、海水樣品用0.45μm孔徑的濾膜過濾以除去懸浮在水中的微粒,貯于6℃的冰箱中。對(duì)50mL樣品加入1mL含體積分?jǐn)?shù)2.6%TritonX-114和1.1×10-3mol/LPAN溶液及1mLpH7.0緩沖溶液,按上述步驟操作。2結(jié)果和討論2.1絡(luò)合物的萃取在濁點(diǎn)萃取金屬離子時(shí),需要合適的絡(luò)合劑與金屬離子形成疏水性的絡(luò)合物,然后萃取到表面活性劑相,萃取率取決于絡(luò)合物形成的pH。因此,試驗(yàn)了不同pH值時(shí)銅的濁點(diǎn)萃取,結(jié)果如圖1。從圖中可見隨著pH的增加萃取率增加,直到pH6.0萃取達(dá)100%,選擇pH7.0作為實(shí)驗(yàn)的pH。2.2緩沖溶液的選擇試驗(yàn)了不同緩沖溶液濃度對(duì)萃取率的影響,結(jié)果表明在50mL溶液中,加入緩沖溶液0.2mL以上,萃取率達(dá)100%,實(shí)驗(yàn)選擇1.0mLpH7.0緩沖溶液。加入不同濃度的NaNO3,試驗(yàn)了離子強(qiáng)度對(duì)萃取率的影響,當(dāng)NaNO3濃度不超過0.5mol/L時(shí),離子強(qiáng)度對(duì)萃取率和測(cè)定靈敏度沒有明顯的影響。2.3pan萃取性能的優(yōu)化絡(luò)合劑PAN濃度對(duì)萃取率的影響見圖2。在pH7.0和體積分?jǐn)?shù)0.05%TritonX-114介質(zhì)中對(duì)含6.29×10-7mol/L銅的50mL溶液,當(dāng)PAN濃度大于3.2×10-6mol/L萃取率達(dá)到100%,實(shí)驗(yàn)中選擇2.0×10-5mol/LPAN。2.4tri能力濃度的影響在保證萃取完全的前提下,盡可能減少相比,以提高萃取效率和富集能力。TritonX-114濃度的大小決定了表面活性劑相體積的大小,為此我們?cè)囼?yàn)了TritonX-114濃度對(duì)萃取率的影響,結(jié)果如圖3。從圖中曲線1可見,當(dāng)TritonX-114的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到0.05%,萃取率到達(dá)100%。繼續(xù)增加TritonX-114的體積分?jǐn)?shù),萃取率恒定。但由于表面活性劑相體積增加,使單位體積內(nèi)銅濃度下降,原子吸收光譜測(cè)定的信號(hào)即吸光度下降,見圖中曲線2。為保證萃取完全的情況下,提高測(cè)定靈敏度,因此選擇TritonX-114體積分?jǐn)?shù)為0.05%。2.5萃取條件的選擇為了在盡可能低的平衡溫度和最短的時(shí)間達(dá)到完全萃取,試驗(yàn)了不同平衡溫度和時(shí)間對(duì)萃取率的影響。平衡溫度40℃時(shí),平衡時(shí)間10min以上萃取完全,實(shí)驗(yàn)中選擇15min的平衡時(shí)間。2.6甲醇加入量的影響濁點(diǎn)萃取后得到的表面活性劑相是粘稠狀的液體。為了方便地把表面活性劑富集相引入原子吸收分光光度計(jì)的霧化器,相分離后,含0.1mol/LHNO3的甲醇溶液加入到表面活性劑相,以降低粘度,圖4顯示了加入不同體積的甲醇對(duì)原子吸收光譜測(cè)定信號(hào)(吸光值)的影響,從圖中可清晰看到有一個(gè)最佳甲醇體積150μL。當(dāng)加入的甲醇體積小于150μL時(shí),信號(hào)降低是由于溶液的粘度起主導(dǎo)作用,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入霧化器的溶液降低,而隨著加入甲醇體積的增加,溶液粘度下降,但稀釋作用使溶液濃度降低起主導(dǎo)作用,導(dǎo)致吸收信號(hào)下降。實(shí)驗(yàn)中選擇加入200μL0.1mol/LHNO3的甲醇溶液以滿足原子吸收光譜直接測(cè)定。2.7pan與金屬離子的相互作用試驗(yàn)了常見陰、陽離子對(duì)銅回收率的影響,結(jié)果見表1。發(fā)現(xiàn)大量的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-、SO42-、Cl-對(duì)銅的測(cè)定沒有干擾,對(duì)能與PAN起絡(luò)合反應(yīng)的金屬離子可增加PAN濃度,以提高其允許量。2.8線性范圍和檢出限當(dāng)TritonX-114濃度為0.05%,富集50mL樣品,富集相中加入200μL含0.1mol/LHNO3的甲醇時(shí),本法的檢出限(3σ)為0.35μg/L,工作曲線線性范圍為0～120μg/L,回歸方程為A=0.0064c(μg/L)+0.010,相關(guān)系數(shù)r為0.998,富集倍率為71倍。RSD為2.8%(n=10,銅質(zhì)量濃度為20μg/L)。2.9廢水和回收率的測(cè)量對(duì)自來水、河水和海水按實(shí)驗(yàn)方法分別進(jìn)行測(cè)定和回收率試驗(yàn),結(jié)果見表2。3濁點(diǎn)萃取劑分相濁點(diǎn)萃取是一種簡(jiǎn)單、安全、快捷的分離富集痕量金屬的方法