ABTT浊点萃取-分光光度法测定废水中的痕量镍 .pdf

监 测 与 评 价 ABTT 浊点萃取 － 分光光度法 测定废水中的痕量镍 * 王慕华张春牛郑云法张晓燕 浙江丽水学院化学系，浙江 丽水 323000 摘要 利用非离子表面活性剂 Triton X － 114 在温度高于其浊点时形成相分离行为， 建立了浊点萃取 － 分光光度法测 定水溶液中痕量镍的新方法， 探讨优化了以 1 － 偶氮苯 － 3 － 噻唑 － 三氮烯 ABTT 为显色剂， Triton X － 114 浊点萃取 富集痕量镍的实验条件。在最大吸收波长为 λ 540 nm外， 其表观摩尔吸光系数为 8. 064 105L/ mol cm ， 线性范 围为 0 ～ 0. 35 μg/mL， 相关系数为 0. 9990。在优化的实验条件下， 进行了痕量镍的分析， 加标回收率为 97. 9 ～ 102. 1 ，应用于水溶液中痕量镍的测定，结果令人满意。 关键词 浊点萃取;分光光度法;镍 DETERMINATION OF TRACE NICKEL IN WASTEWATER BY SPECTROPHOTOMETRY WITH ABTT CLOUD POINT EXTRACTION Wang MuhuaZhang ChunniuZheng YunfaZhang Xiaoyan Department of Chemistry，Lishui University，Lishui 323000，China AbstractA new utilizing non-ionic surfactant of Triton X- 114，which can be separated into two phases by heating to its cloud point，was developed to extract trace nickel in wastewater samples． The effects of experimental conditions of Triton X- 114 as surfactant and 1-azobenzene- 3-thiazoly-triazene ABTTas complexing agent on cloud point extraction CPE ，were discussed． The apparent molar absorptivity of the complex is 8. 064 105L/ molcmat 540nmλmax ，Beer’ s law was obeyed for nickel in the range of 0 ～ 0. 35μg/mL with correlation coefficient 0. 9990. Under the optimal experiment conditions， the recovery rate of nickel was 97. 9 ～ 102. 1 ． The has been applied to the direct determination of nickel in wastewater samples with satisfactory results． Keywordscloud point extraction;spectrophotometry;trace nickel * 浙江省教育厅科研计划项目 Y201018676 。 0引言 随着现代分析科学的发展， 人们对样品的分离和 富集技术提出了更高的要求． 浊点萃取 cloud point extraction，CPE 作为近年来出现的一种新兴的分离 富集技术， 具有萃取效率高、 富集因子大、 操作简便、 安全经济、 便于与其他分析技术联用等优点， 克服了 常规液 － 液萃取需要使用大量高纯和有毒溶剂， 富集 倍数低， 操作繁琐， 且易对环境造成污染等缺点， 在生 物大分子的分离纯化、 有机小分子的分离测定及痕量 金属离子的分离富集和形态分析等方面得到了广泛 应用 ［1］。 镍是合金、 电镀等工业的一种原料; 同时镍也是 人体内必需的元素， 进入人体后主要留存于脊髓、脑 及五脏中， 摄入过多或过少都会影响人体健康， 同时 镍具有一定的生物学毒性作用， 可诱发呼吸系统等的 癌变 ［2- 3］， 因而研究简便、 快速、 高灵敏度的微量镍的 分析方法具有重要意义。目前已报道的测定镍的方 法包括 X 射线荧光光谱法 ［4- 5］， 原子吸收光谱法［6- 8］ 等。本 文 采 用 合 成 的 1-偶 氮 苯- 3-噻 唑-三 氮 烯 ABTT 为络合剂， 应用 Triton X － 114 非离子表面活 性剂优化实验条件， 建立水样中痕量镍的简单、快 速、灵敏的测定方法，取得了满意结果。 1实验部分 1. 1主要仪器与试剂 UV － 1801 型分光光度计 北京瑞利分析仪器公 021 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期 司 ， pHs － 3B 型酸度计 上海雷磁仪器厂 ， HHS － 数显恒温水浴锅。 ABTT 无水乙醇溶液 0. 4 g/L; Ni2 标准储备溶 液 1. 000 g/L; Ni2 标准工作溶液 7 μg/mL; 表面活 性剂 Triton X － 114 溶液 φ 2 ; Na2B4O7－ NaOH 缓冲溶液 取饱和硼砂溶液， 以 2 mol/L NaOH 溶液 调节 pH 。 其他试剂均为分析纯， 水为二次蒸馏水。 1. 2络合剂 ABTT 的合成 本实验采用的络合剂 ABTT 的合成路线见图 1。 图 1络合剂 ABTT 的合成路线 1. 3实验方法 准确移取一定量的镍标准溶液于10 mL 离心管 中， 依 次 加 入 0. 80 mL pH 为 10. 50 的 Na2B4O7－ NaOH 缓冲溶液， 0. 60 mL 2 的 Triton X － 114 表面 活性剂和0. 4 mL0. 4 g /L的 ABTT 无水乙醇溶液， 振 荡，用水定容至刻度，然后于 60 ℃ 水浴恒温反应 15 min，以3 500 r/min速度离心10 min使两相分离， 分相后， 溶液在冰水混合液中冷冻20 min使表面活性 剂相变成黏滞的液相， 弃去水相， 以 1∶ 2乙醇水溶液 稀释至2 mL， 振荡使表面活性剂溶解， 用0. 5 cm比色 皿在540 nm处， 以对应的空白试剂为参比， 测定其吸 光度。 2结果与讨论 2. 1配合物的吸收光谱 依照实验方法， 用 UV － 1801 型分光光度计于 360 ～ 600 nm波段进行扫描， 显色剂的最大吸收峰位 于430 nm处; 显色剂与镍形成配合物， 最大吸收峰位 于波长540 nm处， △λ 110 nm。吸收光谱见图 2。 2. 2酸度及缓冲溶液用量对测定的影响 浊点萃取分析金属离子， 是将络合剂与金属离子 形成的络合物萃取到表面活性剂中， 而溶液的酸度不 仅影响络合反应程度， 还将影响萃取过程。因此， 依 照实验方法， 考察了 pH 值在 9. 0 ～ 12 时， Na2B4O7－ NaOH 缓冲体系中 Ni2 的浊点萃取。试验结 果见 图 3。结果表明 pH 值为 10. 0 以上时， 吸光度 A 趋 于平缓， 本实验选用缓冲溶液 pH 为 10. 5。 图 2吸收光谱 图 3 pH 对测定吸光度的影响 缓冲溶液具有的缓冲能力是有限的， 缓冲液的使 用体积对缓冲液的缓冲能力有直接影响。因此试验 考察了不同体积的 pH 为 10. 5 的缓冲溶液对结果的 影响， 结果如图 4 所示。当缓冲溶液用量达到0. 8 mL 后， 吸 光 度 较 为 平 稳，本 实 验 选 用 pH 10. 5 的 Na2B4O7－ NaOH 缓冲溶液0. 8 mL。 图 4缓冲液用量对测定吸光度的影响 2. 3ABTT 的用量 在 加 入 pH 为 10. 5 的 缓 冲 溶 液 0. 8 mL 及 0. 5 mL 2 的 Triton X － 114 介质中， 对于 Ni2 浓度 为0. 14 μg/mL的溶液， 考察了不同络合剂用量对显 色反应和萃取的影响， 试验结果如图 5。结果表明 0. 4 g /L的 ABTT 无水乙醇溶液用量为0. 4 mL以上 时， 反 应 体 系 的 吸 光 度 最 大 且 趋 于 稳 定。实 验 取 121 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期 0. 4 g /L的 ABTT 无水乙醇溶液0. 4 mL。 图 5络合剂 ABTT 用量的选择 2. 4表面活性剂 Triton X － 114 的用量 表面活性剂 Triton X － 114 用量的多少决定了表 面活性剂液相体积的大小， 要提高萃取效率和富集能 力， 应在保证萃取完全的前提下， 尽可能减少相比。 本实验试验了 Triton X － 114 用量对体系吸光度的影 响， 结果见图 6。当体积百分比为 2 的 Triton X － 114 的用量为0. 6 mL， 萃取效果最佳， 故本实验选表 面活性剂 Triton X － 144 用量为0. 6 mL。 图 6 Triton X － 114 用量的选择 2. 5工作曲线 在最佳实验条件下， 该测定方法的线性范围为 0 ～ 0. 35 μg/mL， 其回归方程为 A 2. 564c － 0. 0068 c μg /mL ， 线性相关系数为 0. 9990。同时， 其表观 摩尔吸光系数为 8. 064 105 mol － 1L cm－ 1 。 2. 6共存离子的影响 实验研究了常见阴、 阳离子对镍回收率的影响。 在测定实验条件下， 测定0. 1 μg/mL的镍溶液， 以相 对误差≤5 为限， 大量 K 、 Na 、 NH 4 、 F － 、 Cl － 、 I － 、 Br － 、 NO － 3 、 SO2 － 4 、 CO2 － 3 、 SO － 3 、 Cr2O2 － 4 、 PO3 － 4 、 SiO2 － 3 对 镍的测定没有干扰。加入 1mL 5g/L NaF － Na2S2O3 混合 掩蔽剂， 可允 许 Cd2 、 Hg2 ≤0. 2 μg/mL ， Zn2 ≤0. 25 μg/mL ， Cu2 ≤0. 3 μg/mL ，Co2 ≤0. 35 μg/mL 共存。 2. 7样品分析 准确移取一定量的水样， 用 HNO3、 H2O2消化浓 缩处理， 加入1 mL 5 g/L NaF － Na2S2O3混合掩蔽 剂， 按实验方法进行， 分析结果见表 1。 表 1样品中镍含量的测定结果 n 5 样品 AAS 法 / μgmL － 1 本法测定值 / μgmL － 1 加入量 / μgmL － 1 测得值 / μgmL － 1 回收率 / RSD / 废水 10. 168 0. 1650. 1400. 30297. 92. 8 废水 20. 137 0. 1420. 1400. 285102. 12. 6 3结论 浊点萃取是一种简单、 安全、 快捷的分离富集痕 量金属的方法。ABTT 是一种新型的络合剂， 能与重 金属离子 Ni2 形成稳定的有色络合物， Triton X － 114 作为表面活性剂具有较低的浊点温度、 易与水相分 离。分相后表面活性剂直接由 1∶ 2乙醇溶液稀释， 分 光光度法测定。本法仪器设备简单、 方法灵敏。用于 水溶液中痕量镍的测定， 可获得较为满意的结果。 参考文献 ［1］薛秀玲，樊国峰， 陈虹丽， 等． 浊点萃取 － 分光光度法测定水 环境中的痕量钴［J］． 光谱实验室，2008，25 2 263- 268． ［2］俞善辉，冯卿，吴斌才． 4 － 硝基 － 4’－ 氟苯基重氮氨基偶氮 苯双波长分光光度法测定镍［J］． 冶金分析，2010，30 1 61- 64． ［3］孙水裕， 张俊浩． 磁种凝聚磁分离技术处理含 Ni2 电镀废水 的研究［J］． 环境工程， 2002， 20 4 17- 19． ［4］王培，菅豫． X 射线荧光光谱法测定高密度钨合金中铁和镍 ［J］． 硬质合金，2009，26 2 113- 115. ［5］严方，谢永杰． 催化裂化催化剂中镍钒锑的测定［J］． 中国测 试，2010，36 1 46- 48． ［6］黄晋荣，郑桂娜，徐锡金， 等． 塞曼石墨炉原子吸收 － 标准加 入校正法测定血清镍［J］． 汕头大学医学院学报，2009，22 4 197- 199． ［7］邢文． 石墨炉原子吸收光谱法测定尿中镍［J］． 光谱实验室， 2007，24 3 338- 340． ［8］唐清华， 郭振良， 张江． 胭脂红褪色光度法测定电镀废水中的镍 ［J］． 环境工程， 2004， 22 5 64- 65． 作者通信处王慕华323000浙江丽水市丽水学院化学系 E- maillsxywmh 126． com 2011 － 01 － 27 收稿 221 环境工程 2011 年 10 月第 29 卷第 5 期