專利名稱：：一種分離/富集環境中痕量Cd(II)的新方法
技術領域：
：本發明涉及一種分離/富集環境中痕量重金屬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溶劑氣浮溶劑浮選法(HydrophilicOrganicSolventGasFloatation,H0SGF)分離/富集環境中痕量重金屬Cd(II)的方法。
背景技術：
：Cd(II)是一種毒性重金屬，環境中Cd(II)的存在嚴重損害人體的健康和動植物的生長，是環境監測的一個重要指標。由于環境中Cd(II)的濃度極低，通常在測定之前必須進行分離/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，有機溶劑用量大，受基體效應影響等。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溶劑作為萃取劑，在無機鹽作用下分成上下兩相，分相的基本原理是基于無機鹽與親水有機溶劑對溶液中水分子的爭奪。具有均相萃取、異相分離、傳質和分相速度快、設備簡單、成本低等特點，克服了傳統有機溶劑只能萃取疏水性物質的弱點，但在萃取過程中有機相參與相分配過程，萃取效率(富集倍數與相比有關)有限，富集倍數只能達到12個數量級，對超痕量樣品富集需多次萃取，有機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/富集技術是近年來發展起來的一種新型分離富集技術。該分離方法的優點是由于捕集、氣_液萃取、液_液相轉移等多重選擇性，使該法具有高選擇性；無乳化現象；富集倍數高(通過延長浮選時間可以得到極限富集倍數)；有機溶劑用量少。但
發明內容本發明為克服現有技術中氣浮溶劑浮選常用苯、甲苯、二甲苯、異戊醇等作浮選溶劑，對環境會造成二次污染，并且由于溶劑揮發性而影響準確度的不足和雙水相萃取效率(富集倍數與相比有關)有限，富集倍數只能達到12個數量級，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溶劑氣浮溶劑浮選法(Hydrophilic0rganicSolventGasFloatation,H0SGF)。本發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lgL-1的羅丹明B，，然后加入0.36g/mL_0.52g/mL的(NH4)2S04分相鹽調節溶液的離子強度，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)進行測定分析。a.逐一優化的實驗條件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.在優化出的最佳浮選條件下結合火焰原子光譜法對實際水樣中痕量Cd(II)進行分離/富集分析。本發明方法的優點如下該方法集雙水相萃取和氣浮溶劑浮選的優點為一體，其富集倍數高，選擇性高，組分在分離過程中與相比無關，有機溶劑用量少，無毒、無污染、分離效果好，選擇性好，能同時處理大量低濃度組分且具有設備簡單、操作簡便等特點。本發明技術方案親水有機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溶劑正丙醇為浮選劑，廉價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進行親水性溶劑氣浮溶劑浮選分離富集環境中痕量Cd(II)的方法。本發明具體步驟(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lg*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)然后加入分相鹽調節溶液的離子強度，調節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，優選分相鹽溶液為體積分數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)進行測定分析。(5)在優化出的浮選條件下結合火焰原子光譜法對實際水樣中痕量Cd(II)進行分離/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施例方式實施例1本實施例主要通過優化實驗來確定最佳技術方案具體實驗步驟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(NH山S(U乍為分相鹽時，Cd(II)最優化的浮選條件。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lg*L—1的羅丹明B，，然后加入0.36g/mL-0.52g/mL的(NH4)2S04分相鹽調節溶液的離子強度，再加入5mL的丙醇作為浮選劑，逐一討論并優化浮選條件，用火焰原子吸收法對上層丙醇相中Cd(II)進行測定分析。按照所設計的步驟，逐一優化的實驗條件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)將優化出的浮選條件下結合火焰原子光譜法對實際水樣中痕量Cd(II)進行分離/富集分析。優化實驗條件時各圖見圖1-6。本實例中所得的結果如下a)按照具體步驟得到的親水性有機溶劑氣浮溶劑浮選分離/富集Cd(II)的最優化條件見表l。表1分離/富集Cd(II)的優化實驗條件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b)根據具體步驟所得的本發明方法的最佳浮選條件用于實際樣品測定取一定量廢水進行過濾，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。在優化的浮選條件下，按具體步驟2)測定生活污水、養魚池糖水、學校玉帶河水和工表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%加標量回收量回收率％(ug/10mL)(n=5)(ug)(ug)l'生活井水0.1231.74041.57100.32'養魚池塘水0.1271.54042.10100.23'學校玉帶河水0.0232.44040.75101.34'工廠污水0.0832.84040.30跳權利要求一種分離/富集環境中痕量Cd(II)的新方法，其特征在于按照下述步驟進行(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)然后加入分相鹽調節溶液的離子強度，調節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)進行測定分析。2.根據權利要求l所述的一種分離/富集環境中痕量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.根據權利要求i所述的一種分離/富集環境中痕量cd(n)的新方法，其特征在于分相鹽溶液為體積分數0.46g/mL(NH4)2S04。4.根據權利要求l所述的一種分離/富集環境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于浮選流速為20mLmin—、5.根據權利要求l所述的一種分離/富集環境中痕量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。全文摘要本發明一種分離/富集環境中痕量Cd(II)的新方法，涉及一種用親水有機溶劑氣浮溶劑浮選技術分離/富集環境中痕量Cd(II)的方法，屬于分析化學中痕量金屬的分離/富集和分析測定
技術領域：
。本發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，分離富集環境中痕量的Cd(II)，并用火焰原子吸收進行測定。本發明能有效的分離/富集痕量的Cd(II)，與雙水相萃取相比，該方法具有富集倍數高、能同時處理大量低濃度的組分、有機溶劑用量少、操作簡便、測定快速、靈敏度高、分離物質易于提取、不產生二次污染和能實現工業化操作等優點。文檔編號G01N21/31GK101699256SQ200910233729公開日2010年4月28日申請日期2009年10月23日優先權日2009年10月23日發明者徐小慧,李春香,閆永勝申請人:江蘇大學