液膜分离富集、测定水中微量苯酚

1、    液膜分离富集、测定水中微量苯酚            作者：王献科 李玉萍时间：2007-11-24 17:49:00                     摘要：提出非流动载体液膜分离富集苯酚。用兰113B(双烯基丁二酰亚胺)、

2、丙三醇、煤油和内相NaOH溶液液膜体系分离富集与测定水中的微量苯酚，苯酚扩散迁移穿透到乳状液膜内相中，立即与内相NaOH溶液发生选择性、不可逆反应，生成苯酚钠(非渗透 物)。水中的苯酚不断富集到内相中，然后用光度法或紫外分光光度法测定。此法用于分离富集、测定水和工业废水中微量苯酚，结果准确、精密度高。 关键词：苯酚 液膜法分离富集 测定  水和工业废水中的微量苯酚目前多用光度法测定1,但受干扰物的影响,一般都需要蒸馏萃取分离24,操作较为繁琐。液膜法分离富集技术是新兴高技术边缘学科5，本文提出无载体的液膜分离富集技术是用兰113B作表面活性剂，丙三醇作膜的增强剂，煤油作溶剂，NaOH

3、溶液作内相的液膜体系，分离富集水和工业废水中的微量苯酚。苯酚从低浓度迁移到高浓度，富集在内相NaOH溶液中，发生不可逆的化学反应，生成难以逆向扩散的产物(苯酚钠)，干扰物则被分离除去，富集的苯酚钠溶液用4-氨基安 替匹林光度法或紫外光度法测定。 1 试验部分 1.1 主要试剂与仪器苯酚标准溶液，常规配制2.00g/mL。液膜所用试剂：兰113B(双烯基丁二酰亚胺)；丙三醇；煤油(工业用品，过滤)；内相NaOH溶液，3%(m/V)水溶液。4-氨基安替匹林溶液：0.5%(m/V)(C17H13ON)水溶液；TWeen80溶液：3%(V/V)水溶液，温热溶解。 铁氰化钾溶液：8%(m/V)水溶液(可

4、使用5 d)。仪器：制乳器(自制)；分离器，300mL分液漏斗制成；DBJ621型定时变速搅拌器；7132-型电动搅拌机；HL2型恒流泵；高压高频静电发生器(2 000 3 000 V)；72 1B型分光光度计。1.2 试验方法制乳：取兰113B、丙三醇和煤油按体积比3：2：95分别置于制乳器中，充分混合后慢慢加入与有机相等体积的NaOH溶液，以2 000r/min的转速搅拌20min，即成乳状液膜。 富集：取200mL水样或试液(如内含5.00g苯酚)，置于分离器中，用氨水(1+1)和HCl(1+1)溶液调整pH至56，加入5mL NaF溶液(8%)、20mL上述乳状液膜，以160 r/mi

5、n转速搅拌10min，静置分层。上层为有机相，下层是水溶液。破乳：静置分层后，弃去水溶液，将有机相接入破乳器内，在2000V电压下进行6 min静电破乳，此时乳状液膜分成两层，上层是有机相，下层是含有苯酚的水溶液。有机相可以循环使用。测定：收集含有苯酚(钠)的水溶液，置于50mL容量瓶中，加入2mL氨水、5mL4-氨基安替匹林溶液、2mLTWeen80溶液，混合均匀后加入4mL铁氰化钾溶液，以水稀释至刻度摇匀，10min后在721B型分光光度计上，用510nm波长、2cm比色皿测量吸光度(A)，计算其含量。计算方法如下：苯酚量从工作曲线上查出含苯酚量(g) /水样体积(mL) 2 结果与讨论2

6、.1 表面活性剂的影响水中的苯酚被渗透到膜相，迁移进入内相中，与内相NaOH溶液中和发生选择性的不可逆反应，生成不溶于有机相的难以逆向扩散的苯酚钠(非渗透物)： 苯酚钠不能扩散到外相，而是浓集在内相中。试验表明，用兰113B比SPAN80作表面活性剂优越，效果较佳，结果见表1。兰113B的浓度为2%4%时，所得的液膜分离富集苯酚效果最优、苯酚的回收率在99.5%99.8%范围内。表1 不同表面活性剂与苯酚的回收率表面活性剂SPAN80兰113B兰113CTW 80N3O3兰113A苯酚的回收率99.4599.7099.2498.9897.8399.42注:膜相:3%兰113B，2%丙三醇,95

7、%煤油；内相：3%NaOH水溶液；外相：pH37，含有5.00g苯脂，油内比1:1，乳水比为20:200；t为15362.2 内相NaOH溶液浓度的影响试验表明，2%8%NaOH溶液作内相，液膜体系富集苯酚的效果最优，其回收率在99.5%以上( 见表2)。本试验选用3%NaOH水溶液。表2 内相NaOH溶液浓度的影响内相NaOH溶液浓度(%)0.5册码1.02.03.04.05.06.07.08.09.0苯酚的回收率（%）90.1097.2499.4999.7499.7099.6599.5899.5099.5099.17注 试验条件同表1。如NaOH溶液浓度超过8%，液膜易破裂，使苯酚的回收率

8、逐渐降低。2.3 外相酸度的影响试验表明，外相水溶液的酸度对富集苯酚有很大的影响。在pH 3.07.5时，富集苯酚的效果最优，苯酚的回收率在99.5%99.8%范围内波动，见表3。 表3 外相PH值对苯酚回收率的影响外相水溶液PH2.03.04.05.06.07.07.58.09.0苯酚的回收率（%）99.0599.5699.5999.7099.8099.6099.5199.3999.01注 试验条件同表1。当PH8时，苯酚的回收率明显下降。2.4 膜增强剂的影响用聚胺(ENJ-3029)6、丙三醇作膜的增强剂来提高膜相的强度，增加膜的粘度，防止液膜破裂，保持膜的稳定性。试验表明，选用丙三醇为

9、最优，其浓度为1%3.5%时最适合。本试验选用浓度为2%的丙三醇。2.5 溶剂的选择用中性油SIOON(脱蜡，一种中间馏分，平均分子量为386.56)和煤油等作溶剂。试验表明，在兰113B存在下选用煤油较佳，经济上便宜，并且苯酚的回收率也比较高。本试验选用95%煤油极为适宜。2.6 油内比的影响油内比(Roi)大，液膜增厚，传质迁移阻力增大，苯酚的回收率降低。试验表明 ，在选择条件下，Roi为1：11：2，苯酚的迁移速率最快，10min内其回收率为99.5%99.8%。本试验选用Roi为1：1。2.7 乳水比的影响试验表明，外相水溶液的体积大小，对富集苯酚有较大的影响，乳水比(Rew)为20：

10、8020：350时，苯酚的迁移率在99.5%以上。本试验选用Rew为20：200。2.8 温度的影响试验表明，在1536室温下操作为最佳，温度超过36则苯酚的回收率有所下降。这是因为当温度超过36 时液膜不太稳定，有极少量液膜破损现象。2.9 干扰离子的影响试验表明，大量氨、铵、胺、Cl-、SO42-、NO3-、F-、PO43-、ClO4-等都不被迁移富集。一般常见阳离子不影响分离富集苯酚。只有Al3+、Zr4+有干扰，可在外相试液中加入5 mLNaF(8%),以消除25mg的Al3+、Zr4+的影响。试验表明，S2-、CN-和乙酸根也能与苯酚一起透过液膜、迁入内相并与内相NaOH溶液反应，积

11、累在内相中，但不影响分离富集、测定水中的苯酚。所以一般常见阴阳离子都不干扰，选择性相当高。2.10 结果与对照用本法富集、测定了8种水样，结果见表4。每种水样分别富集、测定6次，对测得的 数据进行数理统计处理，相对标准偏差(RSD)在3.4%以下。采用标准加入法，测 定苯酚回收率在99.5%100.6%范围内。表4 本法富集、测定苯酚的结果与对照 水样原结果（mg/L)本法结果（mg/L)RSD(%)加入量（g)本法结果（g)回收率（%）河水（受污染）0.0560.0541.55.004.9899.6自来水0.0020.00193.410.009.9799.7锅炉煤气洗涤工业废水4.634.651.320.0019.9099.5锅炉煤气洗涤工业废水1.982.012.630.0030.02100.1锅炉煤气洗涤废水（处理后）0.0380.0351.85.005.03100.6工业污水0.0950.0972.310.009.9599.5工业污水0.012