固相萃取—分光光度法测定水样中的微量铜外文翻译资料

 2022-03-01 20:12:37

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固相萃取—分光光度法测定水样中的微量铜

Yadollah Yamini a,*, Atefeh Tamaddon b

a Department of Chemistry Tarbiat Modarres Uni6ersity, Tehran, Iran

b Department of Chemistry Shahid Beheshti Uni6ersity, Tehran, Iran

Received 14 July 1998; received in revised form 4 November 1998; accepted 10 November 1998

摘要

提出了一种用十八烷基硅胶膜片和分光光度法快速、选择性提取、预富集和测定新连翘碱络合物铜的简便方法。考察了萃取效率、样品溶液流速、洗脱液流速、pH值、新树根碱和盐酸羟胺用量、洗脱圆盘铜络合物的洗脱液种类和最少洗脱液用量、破孔量和检测限等因素对萃取效率的影响。研究了不同阳离子干扰对铜回收率的影响。萃取效率为gt;99%,用最小的溶剂对萃取盘进行洗脱。该方法的检测限为0.12 ppb。将该方法应用于不同水样中铜的回收和测定。爱思唯尔科技有限公司版权所有

关键词:铜(Ⅰ);新环氨酸;八十八基硅膜盘;SPE

1.引言

铜对许多生物系统来说既是重要的又是有毒的[1,2]。随着人们对环境污染问题的日益关注,微量铜的测定变得越来越重要。火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、分光光度法[4-7]是最常用的方法,但对于环境样品中浓度较低的样品,其灵敏度往往不够。因此,通常需要一个预浓缩和矩阵消除步骤。

分离和预富集痕量铜最常用的方法是液-液萃取(LLE)[4,5]、沉淀和阳离子交换树脂[4]。在液-液萃取(LLE)中,铜(II)或铜(I)与适当的螯合剂形成稳定的络合物,然后被萃取到非极性或中极性溶剂中,如CCl4、CHCl3、异戊醇等[4,9]。传统的萃取方法(使用螯合剂的液-液萃取)通常耗费时间和人力物力;该技术的另一个主要缺点是使用大量高纯度溶剂萃取和随后处理溶剂,这造成了另一个环境问题。尽管如此,其他几种预富集铜的技术,包括微晶萘[8]吸附其二乙基二硫代氨基甲酸酯螯合物,C60-C70富勒烯[9]预富集,活化碳[10]预富集,固相萃取等[11-15]也相继被提出来。

固相萃取(SPE)是一种很有吸引力的技术,它可以减少样品制备过程中溶剂的使用和暴露,降低处理成本和萃取时间。固相萃取法的基本原理是将水样通过一个装有吸附剂的墨盒或管子来保存分析物。样品通过管或墨盒后,用合适的溶剂从吸附剂中洗脱出分析物。然而,SPE墨盒和管材[17]也存在着一些问题。具有较窄内径的柱将有效流速限制在(1-10 ml/min)范围内,对于较大的样本量,需要较长的示踪富集时间。带有颗粒物的样品会堵塞墨盒(药筒),可能会发生窜槽。然而,使用具有高横截面积的平面磁盘(SPE磁盘)可以在很大程度上防止这些问题的发生。这些装置所遇到的背压降低,使得更高的流速成为可能,而且它们宽大的床层降低了堵塞的可能性。此外, 将固定相位嵌入到磁盘格式中的新技术可防止形成凹缝并改善传质, 特别是在使用 8mu;m dp 微粒子封装时。近年来, SPE 磁盘和墨盒已成功用于金属离子的分离和灵敏测定 [18-25]。

本文介绍了 SPE 圆盘在新烟碱复合分光光度法的选择性提取、浓缩和微量铜的测定中的应用。不同的实验条件, 如洗脱溶剂的类型和体积、pH 值、样品和洗脱流量的影响、新烟氨酸和羟胺的含量, 对萃取效率和突破体积、极限的影响研究了 Cu2 离子回收盘的检测和最大容量。

2.实验

2.1 化学药品和试剂

高纯度甲醇、乙醇、氯仿、异戊醇、盐酸、乙酸和氨溶液 (均由默克公司生产) ,无需进一步纯化。所接受的药物为反应级新效林 (默克)。分析级硫酸铜、氯化汞、钨酸钠、钼酸钠、醋酸钠、盐酸羟胺和锂、钠、钾、铍、镁、钙、钡、锶、锰、铁、铅、钴和镍的硝酸盐盐(均由默克公司生产)均为最高纯度, 无需进一步纯化即可使用。整个过程中都使用了双蒸馏去离子水。通过在去离子水中溶解适量的 CuSO4·5H2O, 制备了铜的标准溶液。通过对标准溶液进行适当的稀释, 制备工作溶液。

2.2 实验仪器及设备

所有吸光度测量均采用岛津UV-2100分光光度计进行。采用电感耦合等离子体(ICP)模型Varian Liberty 150AX Turbo对河水中铜的浓度进行了测定。采用624型带玻璃甘汞电极的数字式米特姆pH计进行pH调节。

2.3 样品萃取

采用47times;0.5 mm (直径times;厚度) 的 Empore膜圆盘进行萃取, 其中含有八甲结合二氧化硅 (8mu;m 颗粒, 纯尺寸为 60-A)。这些圆盘与标准的微孔 47 毫米过滤装置一起使用。为了消除小悬浮颗粒, 在提取水样品之前, 通过0.45mu;m 孔径尼龙过滤器 (微孔) 进行过滤。每次过滤后, 过滤器中的残渣都用10毫升去离子水清洗。

洗脱液

体积 (ml)

% 萃取效率

1.0

2.5

5.0

7.5

10.0

异戊醇

75.0

80.0

100.0

100.0

100.0

CHCl3/EtOH (4:1)

70.0

94.0

100.0

99.0

100.0

表2-1 洗脱剂种类和用量对萃取效率的影响

a:在对异戊醇进行了吸收测量, 对氯仿-乙醇混合物进行了吸收测量。

在提取前, 用5毫升洗脱液溶剂冲洗每层膜。在膜放入过滤装置后, 将溶剂 (5 毫升) 引入该过滤装置的储液器中, 并通过施加轻微的真空缓慢地通过圆盘进行拉伸。在圆盘通过它抽到空气几分钟后, 再抽取10毫升甲醇。

由于圆盘上还留有一层薄薄的甲醇, 用10毫升的去离子水冲洗两次。还需要注意的是, 从添加甲醇到萃取完成, 圆盘的表面并没有变干。然后将含有 Cu2 、新亚铜试剂、盐酸羟胺和缓冲液的样品溶液通过膜。萃取后, 将空气通过圆盘几分钟,使其完全干燥。所提取的复合物使用合适数量的溶剂从膜盘中分离出来。然后用分光光度法测定在波长为454纳米是的吸光度从而测定出铜新环氨酸复合物浓度。

3. 实验结果与讨论

为了研究十八烷基硅胶膜在没有或存在新丙烯基的情况下对Cu2 离子的定量保留,进行了一些初步实验。研究发现,膜盘虽然没有表现出任何铜离子的趋势,但在样品溶液中定量地保留了新亚铜试剂和铜络合物(所使用的测试溶液在50毫升和250毫升水中含有15 毫克铜和5 mg新亚铜试剂)。

3.1洗脱液的选择

为了为保留的铜络合物选择合适的洗脱剂,从水中提取铜络合物后,用不同体积的异戊醇和氯仿乙醇(混合物)对络合物进行萃取(络合物在这些溶剂中的摩尔吸收率较大[26,27])。从表1给出的数据可以明显看出,两种溶剂均为5毫升,可以完成络合物从圆盘上的定量洗脱。随后用5毫升异戊醇对复合物进行洗脱。

3.2 配体用量和还原剂用量的影响

为了研究新亚铜试剂在膜盘定量提取铜的最佳量, 采用将配体用量从0到10毫克的变化进行了铜离子提取 (图 1)。实验结果显示铜的萃取需要定量的使用3毫克以上的配体。因此, 后续的萃取实验使用了5毫克的配体进行。在这些实验中, 用盐酸羟胺将 Cu2 还原为铜离子, 并与新亚铜试剂形成了非常稳定的络合物。根据图2显示,定量提取铜离子需要0.1 克以上的盐酸羟胺, 从而在此次实验中使用了0.2 克的还原剂。也就是说,本次实验中,最佳配体量为5毫克,最佳还原剂量为0.2克。

图1 配体用量对萃取效率的影响。 图3 样品溶液pH值对萃取效率的影响。

图2 盐酸羟胺用量对萃取效率的影响。

3.3 PH 值和流速的影响

分别用醋酸(2 M)/醋酸钠(2 M)和氨水(1 M)/盐酸(1 M)调节pH值,研究pH值在3-6和6-10范围内对铜离子SPE的影响(图3)。

回收率与溶液的pH值有关,在pH值为4-8.5时,溶液的pH值几乎是恒定的。然而,当pH值高于8.5时,回收率下降。最可能的原因是NH3与新亚铜试剂的竞争以及形成了一个非保留的Cu(NH3)42 络合物,降低了回收率。本研究采用pH为5.0的缓冲溶液。

研究了样品流速和膜盘溶出液流速对铜离子保留和回收的影响。实验结果表明,在5- 50ml /min样品流速范围内,膜盘对铜络合物的截留量不受样品溶液流速的影响。十八烷基硅胶膜圆盘萃取有机物和阳离子的类似结果已经有报告[25,28,29]。另一方面,使用5 ml异戊醇,在1-6.5 ml/min的流动范围内,定量地从圆盘上剥离铜复合物。

3.4 分析性能

通过在50、100、250、325、400和500毫升水中溶解15微克的铜, 对样品溶液的穿透体积进行了测试, 并遵循了要求的步骤。在所有实验情况下, 数据显示膜盘萃取都是定量的。因此, 该方法的突破量应大于500毫升。在最佳实验条件下, 研究了所提出的铜测定方法的检测极限。对于数值因子kb =3,从CLOD =kbSb m-1[30,31]得到的LOD为0.12 ppb(500毫升样本溶液)。

通过含有1000毫克铜的水溶液的50毫升部分, 然后用25毫升去离子水清洗膜盘, 并以分光光度法测定残留的金属离子吸光度, 确定膜盘的最大容量。发现圆盘的最大容量为940mu;g 的Cu2 离子。为了研究从具有不同金属离子的二元混合物中选择性分离和测定Cu2 离子, 采用了含有 15mu;g Cu2 离子和毫克量的其他阳离子的水溶液 (250 毫升)并按照既定的实验流程进行操作。结果如表3-1所示。结果表明, 即使在不同的离子浓度为15mg左右的情况下,二元混合物中的铜离子也几乎完全被膜盘所保留。

杂质离子

总重 (mg)b

% 回收率

Li

15.0

102.0

Na

15.0

99.0

K

15.0

98.0

Be2

0.2

101.3

Mg2

15.0

98.0

Ca2

15.0

100.0

Ba2

15.0

100.0

Sr2

15.0

99.0

Mn2

15.0

99.0

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