水中痕量铝离子的浊点萃取分离富集新体系

水中痕量铝离子的浊点萃取分离富集新体系

铝是地壳中的一组元素。酸雨可以将铝溶解在土壤中，进入河流和湖泊。铝对水生生物、植物、动物和人类存在严重的毒害作用。因此建立水环境中痕量铝的快速、高灵敏分析方法非常重要。环境样品中铝的测定方法主要有分光光度法、流动注射分光光度法、荧光光度法、共振瑞利散射法、电化学法、原子吸收光谱法、等离子体原子发射光谱法和等离子体质谱法等。由于环境水样中铝含量较低,基体复杂,其分析前的分离富集很有必要。浊点萃取是一种环保型液-液萃取分离富集技术,在原子光谱中的应用较多。如利用TritonX-114胶束捕集金属络合物分离富集火焰原子吸收光谱法测定Fe、Co、Ni,TritonX-100萃取Cr(Ⅵ)络合物结合电热原子吸收光谱法区分Cr形态,在线微柱富集TritonX-114胶束中Pb络合物后电热原子吸收光谱法检测,表面活性剂PONPE-7.5富集耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)检测药剂和营养品中的Al。与原子光谱技术相比,荧光光度法简单、经济、检测对象广泛。利用浊点萃取提高荧光光度法的分析灵敏度和选择性方面的潜力已开始显现。本文旨在建立荧光光度法测定环境水样中痕量铝离子的浊点萃取富集体系,以8-羟基喹啉为络合剂,TritonX-100为表面活性剂,考察了浊点萃取痕量铝的各种影响因素。建立的方法用于自来水、矿泉水、河水和湖水中痕量铝的分析,结果满意。1实验部分1.1试剂及标准曲线F-4500型荧光光度计(日本日立公司);DK-S26型电热恒温水浴锅(上海森信实验仪器有限公司);pHS-3B型精密pH计(上海精科雷磁仪器公司);AK/QC-058型飞鸽牌离心机(上海安亭科学仪器厂)。100mg/L铝标准储备液:准确称取0.1758gKAl(SO4)2·12H2O溶于适量水并定容至100mL,工作溶液由此储备液稀释得到;0.4g/L8-羟基喹啉溶液:称取8-羟基喹啉0.1000g溶于适量乙醇,定容至250mL;15%(体积分数)TritonX-100溶液;HAc-NaAc缓冲溶液:用0.2mol/LNaAc溶液和0.2mol/LHAc溶液,配成pH为6.0的缓冲溶液。所用试剂均为分析纯以上级别;实验用水为二次去离子水。1.2naac-hac溶液在50mL离心管中,加入100.0μg/L铝标准工作溶液25.0mL,0.4g/L8-羟基喹啉1.0mL,15%TritonX-100溶液1.5mL,pH6.0的NaAc-HAc缓冲溶液2.5mL,摇匀,置于85℃恒温水浴中,加热40min后,取出弃去水相。加入1.0mL无水乙醇于富胶束相中,摇匀,加水定容稀释至2.0mL。静置后,于激发波长375nm,发射波长510nm处测定荧光强度(IF)。2结果与讨论2.1合成络合物的荧光光谱在波长375nm处激发,100.0μg/LAl标准溶液与0.4g/L8-羟基喹啉作用生成的络合物在TritonX-100胶束相中的荧光发射光谱见图1。发射波长为510nm时,络合物8-羟基喹啉-Al(Ⅲ)的荧光强度最大。本文选择激发波长为375nm,发射波长为510nm。2.2合成络合物的荧光强度在浊点萃取中,酸度是影响疏水性络合物形成的一个重要因素,从而影响浊点萃取效率。实验考察了不同pH值对TritonX-100萃取络合物8-羟基喹啉-Al(Ⅲ)的荧光强度影响。结果表明,在pH5.5～6.5范围内,络合物的荧光强度最大且稳定,本文选择HAc-NaAc缓冲溶液的pH值为6.0。固定HAc-NaAc缓冲溶液的pH为6.0,考察了缓冲溶液的加入体积对铝萃取的影响。结果表明,加入缓冲溶液2.5mL以上,8-羟基喹啉-Al(Ⅲ)的荧光强度趋于稳定且最大。实验选择加入pH6.0的HAc-NaAc缓冲溶液2.5mL。8-羟基喹啉的作用是与铝离子形成可被胶束相萃取的疏水性络合物。固定8-羟基喹啉的加入体积为1.0mL,考察了其质量浓度对生成络合物荧光强度的影响。实验发现,络合物的荧光强度随着8-羟基喹啉溶液质量浓度的增大而显著增强,当8-羟基喹啉质量浓度达到0.4g/L后,荧光强度趋于稳定且最大。本文选择8-羟基喹啉溶液的质量浓度为0.4g/L。2.4tri能力体积分数浊点萃取效率取决于水相与胶束相的体积比,在保证萃取完全的前提下尽可能减少相比,可以提高萃取效率和富集能力。由于TritonX-100的体积分数与其加入体积有关,为降低相比,固定离心管中TritonX-100的加入体积为1.5mL,考察了TritonX-100体积分数对8-羟基喹啉-Al(Ⅲ)荧光强度的影响。实验表明,随着TritonX-100体积分数的增大,100.0μg/L铝离子生成的络合物的荧光强度显著增强。当TritonX-100体积分数为15%时,络合物的荧光强度达到最大,继续增加体积分数,荧光强度基本保持不变。本文选择TritonX-100体积分数为15%。2.5浊点萃取平衡温度平衡温度是影响浊点萃取的重要因素。TritonX-100的浊点温度约为64～65℃,而浊点萃取的平衡温度通常要求高出浊点温度15～20℃以上。实验考察了平衡温度和加热时间的影响,结果表明,在85℃水浴中加热40min,可保证8-羟基喹啉-Al(Ⅲ)萃取完全。2.6k+、na+、so2、cl-、no-3的聚合式见表2对于100.0μg/LAl,当相对误差不超过±5%时,环境水样中常见共存离子的允许倍数:K+、Na+、SO2−442-、Cl-、NO-3为1000倍;Ca2+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Ni2+为500倍;Cu2+、Zn2+为100倍;Cd2+为50倍。1倍以上的Fe3+对测定产生影响,若实际水样中Fe3+含量过高,可加入邻二氮菲消除其干扰。2.7线性范围和检出限按“1.2”实验方法操作,绘制测定铝的工作曲线,回归方程为IF=3.92ρ+5.51(IF为荧光强度,ρ的单位为μg/L),相关系数r为0.9984。Al(Ⅲ)测定的线性范围为4.0～200.0μg/L,检出限(3σ)为1.2μg/L。对于100.0μg/LAl标准溶液,11次测定结果的相对标准偏差(RSD)为4.5%。2.8样品测定建立的方法用于实际水样分析,样品测定和加标回收结果见表1。3提高荧光分析的灵敏度和选择性荧光光度法与浊点萃取联用,不仅可利用表面活性剂形成的