專利名稱：：一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(II)的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種分離/富集環(huán)境中痕量重金屬cd(n)的方法，特指以正丙醇為浮選劑，以硫酸銨作為分相的鹽析劑，在惰性氣體^的作用下基于親水有機(jī)溶劑氣浮溶劑浮選法(HydrophilicOrganicSolventGasFloatation,H0SGF)分離/富集環(huán)境中痕量重金屬Cd(II)的方法。
背景技術(shù)：
：Cd(II)是一種毒性重金屬，環(huán)境中Cd(II)的存在嚴(yán)重?fù)p害人體的健康和動(dòng)植物的生長，是環(huán)境監(jiān)測的一個(gè)重要指標(biāo)。由于環(huán)境中Cd(II)的濃度極低，通常在測定之前必須進(jìn)行分離/富集，故痕量cd(n)的分離/富集方法的研究受到重視。目前，用于分離/富集環(huán)境中痕量金屬的方法主要有沉淀法、膜分離、固相萃取、吸附、液液萃取、雙水相萃取和氣浮溶劑浮選等。但這些方法通常有一定的局限性，比如操作繁瑣，原料可利用度小，有機(jī)溶劑用量大，受基體效應(yīng)影響等。雙水相萃取(Aqueoustwo-phaseextraction,ATPE)是采用親水性高聚物或小分子親水有機(jī)溶劑作為萃取劑，在無機(jī)鹽作用下分成上下兩相，分相的基本原理是基于無機(jī)鹽與親水有機(jī)溶劑對溶液中水分子的爭奪。具有均相萃取、異相分離、傳質(zhì)和分相速度快、設(shè)備簡單、成本低等特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)有機(jī)溶劑只能萃取疏水性物質(zhì)的弱點(diǎn)，但在萃取過程中有機(jī)相參與相分配過程，萃取效率(富集倍數(shù)與相比有關(guān))有限，富集倍數(shù)只能達(dá)到12個(gè)數(shù)量級(jí)，對超痕量樣品富集需多次萃取，有機(jī)溶劑和分相鹽用量大，可供選擇的分離體系有限。氣浮溶劑浮選(Solventsublation)分離/富集技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型分離富集技術(shù)。該分離方法的優(yōu)點(diǎn)是由于捕集、氣_液萃取、液_液相轉(zhuǎn)移等多重選擇性，使該法具有高選擇性；無乳化現(xiàn)象；富集倍數(shù)高(通過延長浮選時(shí)間可以得到極限富集倍數(shù))；有機(jī)溶劑用量少。但
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)中氣浮溶劑浮選常用苯、甲苯、二甲苯、異戊醇等作浮選溶劑，對環(huán)境會(huì)造成二次污染，并且由于溶劑揮發(fā)性而影響準(zhǔn)確度的不足和雙水相萃取效率(富集倍數(shù)與相比有關(guān))有限，富集倍數(shù)只能達(dá)到12個(gè)數(shù)量級(jí)，對超痕量樣品富集需多次萃取，等不足，提出了一種新的分離/富集方法即親水有機(jī)溶劑氣浮溶劑浮選法(Hydrophilic0rganicSolventGasFloatation,H0SGF)。本發(fā)明步驟在磨口比色管中，加入lmL50iigmL—1的被研究的金屬離子Cd(II)試液，然后加入2molL-1的KI及l(fā)gL-1的羅丹明B，，然后加入0.36g/mL_0.52g/mL的(NH4)2S04分相鹽調(diào)節(jié)溶液的離子強(qiáng)度，再加入5mL的丙醇作為浮選劑，浮選。用火焰原子吸收法對上層丙醇相中Cd(II)進(jìn)行測定分析。a.逐一優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件a)分相鹽及其用量的選擇b)配合劑KI，捕集劑羅丹明B用量的選擇c)pH的選擇d)浮選流速的選擇b.在優(yōu)化出的最佳浮選條件下結(jié)合火焰原子光譜法對實(shí)際水樣中痕量Cd(II)進(jìn)行分離/富集分析。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)如下該方法集雙水相萃取和氣浮溶劑浮選的優(yōu)點(diǎn)為一體，其富集倍數(shù)高，選擇性高，組分在分離過程中與相比無關(guān)，有機(jī)溶劑用量少，無毒、無污染、分離效果好，選擇性好，能同時(shí)處理大量低濃度組分且具有設(shè)備簡單、操作簡便等特點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)方案親水有機(jī)溶劑氣浮溶劑浮選法分離富集Cd(II)的方法，是以低毒或無毒的親水有機(jī)溶劑正丙醇為浮選劑，廉價(jià)的鹽溶液為分相的鹽析劑，KI和羅丹明B為捕集劑，利用惰性氣體N2對三元締合物[Cdl42—]"RHB+]2進(jìn)行親水性溶劑氣浮溶劑浮選分離富集環(huán)境中痕量Cd(II)的方法。本發(fā)明具體步驟(1)在磨口比色管中，依次加入50iig'mL—1的被研究的金屬離子Cd(II)試液，2mol*L—1的KI及l(fā)g*L—1的羅丹明B，其中金屬離子Cd(II)試液、KI和羅丹明B加入體積比為i:1.5:7.5i:4.o:ii.5;優(yōu)選金屬離子cd(n)試液、Ki和羅丹明b加入體積比為i:2.5:9.5。(2)然后加入分相鹽調(diào)節(jié)溶液的離子強(qiáng)度，調(diào)節(jié)pH=5.07.0，振蕩2分鐘，靜置10分鐘。其中所述的分相鹽為0.36g/mL-0.48g/mL的NaCl，O.36g/mL_0.52g/mL的(NH4)2S04，0.26g/mL-0.34g/mL的NaH2P04，0.46g/mL_0.52g/mL的NaN03固體鹽，優(yōu)選分相鹽溶液為體積分?jǐn)?shù)0.46g/mL(NH山S(V最適合于分離/富集的pH值為5.06.0。(3)將上述溶液轉(zhuǎn)移至浮選柱中，再加入與金屬離子Cd(II)試液體積比為5:1的丙醇作為浮選劑，定容，在N2浮選的流速為5-30mL/min下浮選4min，靜置lmin，最優(yōu)的浮選流速為20mLmin—、(4)用火焰原子吸收法對上層丙醇相中Cd(II)進(jìn)行測定分析。(5)在優(yōu)化出的浮選條件下結(jié)合火焰原子光譜法對實(shí)際水樣中痕量Cd(II)進(jìn)行分離/富集分析。圖1不同鹽用量對丙醇分相體積的影響其中1NaCl;2(NH4)2S04;3NaH2P04;4NaN03圖2RHB的用量對Cd(II)浮選率的影響圖3KI的用量對Cd(II)浮選率的影響圖4(NH4)2S04用量對Cd(II)浮選率的影響圖5N2氣浮流速對Cd(II)浮選率的影響圖6酸度對Cd(II)金屬離子浮選率的影響具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例主要通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)來確定最佳技術(shù)方案具體實(shí)驗(yàn)步驟1)固定水溶液中丙醇的量為5.OOmL，討論各分相鹽的分相能力。分別加入0.36g/mL-0.48g/mL的NaCl，0.36g/mL_0.52g/mL的(NH4)2S04，0.26g/mL_0.34g/mL的NaH2P04，0.46g/mL-0.52g/mL的NaN03固體鹽，定容至50mL，討論最佳分相鹽。2)討論當(dāng)(NH山S(U乍為分相鹽時(shí)，Cd(II)最優(yōu)化的浮選條件。在磨口比色管中，加入lmL50iig*mL—1的被研究的金屬離子Cd(II)試液，然后加入2mol*L—1的KI及l(fā)g*L—1的羅丹明B，，然后加入0.36g/mL-0.52g/mL的(NH4)2S04分相鹽調(diào)節(jié)溶液的離子強(qiáng)度，再加入5mL的丙醇作為浮選劑，逐一討論并優(yōu)化浮選條件，用火焰原子吸收法對上層丙醇相中Cd(II)進(jìn)行測定分析。按照所設(shè)計(jì)的步驟，逐一優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件a)分相鹽及其用量的選擇b)配合劑KI，捕集劑羅丹明B用量的選擇c)pH的選擇d)浮選流速的選擇3)將優(yōu)化出的浮選條件下結(jié)合火焰原子光譜法對實(shí)際水樣中痕量Cd(II)進(jìn)行分離/富集分析。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件時(shí)各圖見圖1-6。本實(shí)例中所得的結(jié)果如下a)按照具體步驟得到的親水性有機(jī)溶劑氣浮溶劑浮選分離/富集Cd(II)的最優(yōu)化條件見表l。表1分離/富集Cd(II)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b)根據(jù)具體步驟所得的本發(fā)明方法的最佳浮選條件用于實(shí)際樣品測定取一定量廢水進(jìn)行過濾，加入一定量濃鹽酸，在不斷攪拌下加熱近干，冷卻后，加入少量水，使鹽類溶解，過濾，收集濾液，用少量蒸餾水洗滌燒杯和濾紙并入濾液，定容至25mL。在優(yōu)化的浮選條件下，按具體步驟2)測定生活污水、養(yǎng)魚池糖水、學(xué)校玉帶河水和工表2水樣中Cd(II)的測定及其回收率(pH=5.06.0)樣品測定平均值RSD%加標(biāo)量回收量回收率％(ug/10mL)(n=5)(ug)(ug)l'生活井水0.1231.74041.57100.32'養(yǎng)魚池塘水0.1271.54042.10100.23'學(xué)校玉帶河水0.0232.44040.75101.34'工廠污水0.0832.84040.30跳權(quán)利要求一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(II)的新方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行(1)在磨口比色管中，依次加入50μg·mL-1的被研究的金屬離子Cd(II)試液，2mol·L-1的KI及1g·L-1的羅丹明B，其中金屬離子Cd(II)試液、KI和羅丹明B加入體積比為1∶1.5∶7.5～1∶4.0∶11.5。(2)然后加入分相鹽調(diào)節(jié)溶液的離子強(qiáng)度，調(diào)節(jié)pH＝5.0～7.0，振蕩2分鐘，靜置10分鐘，其中所述的分相鹽為0.36g/mL-0.48g/mL的NaCl，0.36g/mL-0.52g/mL的(NH4)2SO4，0.26g/mL-0.34g/mL的NaH2PO4，0.46g/mL-0.52g/mL的NaNO3固體鹽。(3)將上述溶液轉(zhuǎn)移至浮選柱中，再加入與金屬離子Cd(II)試液體積比為5∶1的丙醇作為浮選劑，定容，在N2浮選的流速為5-30mL·min-1下浮選4min。(4)用火焰原子吸收法對上層丙醇相中Cd(II)進(jìn)行測定分析。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于其中金屬離子Cd(II)試液、KI和羅丹明B加入體積比為1:2.5:9.5。3.根據(jù)權(quán)利要求i所述的一種分離/富集環(huán)境中痕量cd(n)的新方法，其特征在于分相鹽溶液為體積分?jǐn)?shù)0.46g/mL(NH4)2S04。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于浮選流速為20mLmin—、5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于適合于分離/富集的pH值為5.06.0。全文摘要本發(fā)明一種分離/富集環(huán)境中痕量Cd(II)的新方法，涉及一種用親水有機(jī)溶劑氣浮溶劑浮選技術(shù)分離/富集環(huán)境中痕量Cd(II)的方法，屬于分析化學(xué)中痕量金屬的分離/富集和分析測定
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明選擇正丙醇作浮選劑，硫酸銨作鹽析劑，KI和羅丹明B作為捕集劑，分離富集環(huán)境中痕量的Cd(II)，并用火焰原子吸收進(jìn)行測定。本發(fā)明能有效的分離/富集痕量的Cd(II)，與雙水相萃取相比，該方法具有富集倍數(shù)高、能同時(shí)處理大量低濃度的組分、有機(jī)溶劑用量少、操作簡便、測定快速、靈敏度高、分離物質(zhì)易于提取、不產(chǎn)生二次污染和能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化操作等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)G01N21/31GK101699256SQ200910233729公開日2010年4月28日申請日期2009年10月23日優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日發(fā)明者徐小慧,李春香,閆永勝申請人:江蘇大學(xué)