CN103566623A - 以烷基羧酸为萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法 - Google Patents
以烷基羧酸为萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，其步骤包括：加热样品使其温度高于所用烷基羧酸熔点、混合烷基羧酸萃取剂和分散剂、向样品中加入萃取剂和分散剂混合液形成乳浊液、降温使萃取剂凝固、分离出凝固的萃取剂进行检测。本发明涉及的方法中烷基羧酸同时作为络合剂和萃取剂，有机溶剂种类少、用量小，萃取时间短，富集能力高，操作简单，省去了固相微萃取中的洗脱步骤和传统液液微萃取中的离心分离步骤，是一种成本低且简单、高效的样品前处理技术，能够快速萃取水样中的重金属离子。
Description
技术领域
本发明涉及一种分散液液微萃取方法，特别涉及一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，属于物质分离与分析技术领域。
背景技术
水是人类赖以生存的重要资源之一，但是随着人类活动的影响，进入水体环境中的污染物越来越多，其中重金属污染是非常重要的一类。其中通过各种途径进入到水体中的重金属元素在环境中难降解、易积累、不可逆、毒性大、代谢缓慢且易被生物富集，多年来给环境和人体健康造成很多问题。因此水体中重金属离子污染日益成为人们关注的焦点。
由于饮用水中的重金属离子浓度较低，一般在ng/mL水平，为了获得准确的分析结果，在进行仪器分析之前需要采用合适的样品前处理技术对痕量的重金属离子进行富集。固相萃取(Solid-phase extraction，SPE)法有机溶剂消耗量少、回收率高、富集倍数高，材料种类多且可以进行不同的官能团修饰，在重金属离子富集方面有广泛应用。但是一般的SPE富集材料制备复杂，富集时间长，并且在进仪器检测前需要洗脱步骤，整个流程复杂，耗时长。因此，发展高效、稳定、快速且低成本的重金属离子富集技术很有必要。
分散液液微萃取(Dispersive liquid-liquid microextraction，DLLM E)是2006年提出的一种新型样品预处理技术。它将微升级萃取剂快速注入样品，在样品中形成乳浊液，萃取剂与样品具有很大的接触面积，该方法集萃取、浓缩为一体，具有富集能力高、操作简单和萃取时间短等优点。目前，DLLME技术用于重金属离子富集的过程需要预先在水样中加入螯合剂，与金属离子形成疏水性螯合物，再加入疏水性萃取剂通过DLLM E将金属离子螯合物萃取出来。再采取离心等方法将萃取剂与水相分离，进而进行检测。所用螯合剂主要为含硫化合物（如半胱氨酸、双硫腙、二乙基二硫代氨基甲酸钠等）。由于在萃取前引入了螯合反应步骤，过程耗时长，螯合剂的种类和螯合效率有限，大部分螯合剂自身稳定性差，增加了方法的复杂性。因此，开发新型萃取剂和萃取方法将水体中的重金属离子有效萃取是DLLME用于重金属离子富集的关键。
发明内容
针对上述背景，本发明提供一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，采用分散液液微萃取技术，无需额外添加螯合剂，用微量的烷基羧酸萃取水中的重金属离子后进行分析。本方法富集能力高、操作简便、萃取时间短且有机溶剂用量少。
本发明的技术方案：一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，依次包括以下步骤：
1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点；
2）将烷基羧酸和分散剂混匀；
3）吸取步骤2）中的混合液迅速注入步骤1）中的样品，形成乳浊液体系；
4）将样品降温使烷基羧酸凝固；
5）将步骤4）中凝固的烷基羧酸从样品中分离即可。
所述烷基羧酸为C9～C22一元正构烷基羧酸中的一种，所述烷基羧酸分别为正壬酸、正癸酸、正十一酸、正十二酸、正十三酸、正十四酸、正十五酸、正十六酸、正十七酸、正十八酸、正十九酸、正二十酸、正二十一酸、正二十二酸。
所述分散剂为甲醇、乙醇、丙酮或四氢呋喃。
所述烷基羧酸与分散剂混合液中烷基羧酸体积分数为3％～50％。
所述待测水样中加入的烷基羧酸与分散剂的混合液体积为水样体积的0.01％～10％。
所述水样pH位于4～8之间。
所述步骤1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点1～50℃，且不高于100℃。
所述步骤4）将样品降温使烷基羧酸凝固；降温至样品温度低于所用烷基羧酸熔点且高于0℃。
所述水样中重金属离子为Hg2+、Co2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+、Pb2+、Mn2+中的一种或多种，它们浓度高于10ng/L。
本发明的显著优点是：
本方法中烷基羧酸同时充当螯合剂与萃取剂，无需额外添加螯合剂，操作简单；
本方法采用微升级萃取剂，可实现高倍率富集，降低分析检测限和分析成本；
本方法消耗的有机溶剂少且溶剂低毒，是一种环境友好的前处理技术；
本方法萃取完成后样品只需降温即可使萃取剂与水相分离，无需传统分散液液微萃取中的离心过程，装置简单，成本低，能够实现水样中重金属离子的快速分析；
本方法与已报道的其他分散液液微萃取方法比较，具有操作简便易行、过程稳定可控的特点，与各种色谱、光谱分析方法联用非常方便。
附图说明
图1为本发明的分散液液微萃取流程示意图。其中，1、注射器，2、萃取瓶。(A)将烷基羧酸和分散剂混合后注入样品溶液；(B)烷基羧酸迅速分散成细小液滴，形成乳浊体系；(C)降温使烷基羧酸凝固；(D)分离出凝固的烷基羧酸进行分析。
图2为采用本发明的DLLME方法富集后不同浓度汞离子对应荧光光谱图。
图3为采用本发明的DLLME方法富集后水相中汞离子的初始浓度Caq与分离出的烷基羧酸萃取相中汞离子浓度Cor对应关系图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
图1为本发明提出的分散液液微萃取方法的操作示意图。水样置于萃取瓶内，萃取瓶温度保持恒定，保温方式通过水浴或其他恒温装置提供。它的具体实施步骤包括：
（1）使用移液管（或其他定量取样器）将待分析的水样加入到萃取瓶中，样品加热至温度高于所用烷基羧酸的熔点1～50℃，水样pH位于4～8之间；
（2）将烷基羧酸与分散剂混匀，混合液中烷基羧酸体积分数在3％～50％之间；
（3）使用注射器（或其他定量取样器）吸取步骤（2）中的混合液迅速注入萃取瓶中，水样中加入的烷基羧酸与分散剂的混合液体积为水样体积的0.01％～10％，形成乳浊液；
（4）达到设定的萃取时间后将萃取瓶降温使烷基羧酸凝固，分离出固相后进行分析检测。
实施例1：
用氯化汞或硝酸汞晶体配置浓度分别为0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ppb（微克每升）的Hg2+水溶液（分别作为标准样品），采用分散液液微萃取方法进行样品富集，步骤如下：首先在250mL锥形瓶中加入200mL Hg2+标准样品，样品加热至50℃，调节pH至5；预先将150μL十二烷酸萃取剂和3mL甲醇分散剂混匀；用注射器将混匀后的十二烷酸和甲醇迅速注入样品中，以1000r/min转速迅速搅拌2min形成乳浊体系；将样品置于冰浴中10min；将凝固的十二烷酸过滤分离；分离出的全部十二烷酸加1mL甲醇溶解，再加入2mL500μM罗丹明B衍生物rhodamine B thiospirolactone乙腈溶液，混匀后进荧光光谱仪检测。
光谱条件：激发/发射波长：Ex/Em530nm/580nm，slit：Ex/Em5nm/2.5nm，得到的荧光光谱图见图2。选择580nm处的荧光强度作为定量值，将水相样品中汞离子的初始浓度Caq与过滤分离出的150μL十二烷酸萃取相中汞离子浓度Cor对应作图，得到图3，两者线性关系良好，富集倍数达到530倍。该方法对汞离子的检出限为0.5ppb，在浓度1～10ppb范围内荧光信号与样品浓度呈良好线性关系。
实施例2：
用氯化镍晶体配置浓度为50.0、100.0、150.0、200.0、250.0、300.0、350.0、400.0ng/L的Ni2+水溶液（分别作为水样），采用分散液液微萃取方法进行样品富集，步骤如下：首先在萃取瓶中加入100mL水样，将萃取瓶置于40℃水浴；预先将150μL正癸酸和2mL乙醇混匀，用移液管将混合液迅速注入萃取瓶，振荡5min后萃取瓶置于冰浴中5min，过滤分离出正癸酸；加热至40℃，萃取相熔化得到150μL正癸酸，取20μL注入电热原子吸收光谱（ETAAS）进行分析。将水相样品中镍离子的初始浓度Caq与过滤分离出的150μL正癸酸萃取相中镍离子浓度Cor对应作图，发现两者线性关系良好，富集倍数达240倍。该方法对Ni2+检出限可达25ng/L，在浓度50～400ng/L范围内峰面积与样品浓度呈良好线性关系。
实施例3：
用氯化铅晶体配置浓度为20.0、60.0、100.0、140.0、180.0、220.0、260.0ng/L的Pb2+水溶液（分别作为水样），采用分散液液微萃取方法进行样品富集，步骤如下：首先在萃取瓶中加入100mL水样，将萃取瓶置于30℃水浴；预先将100μL正壬酸和150μL丙酮混匀，用注射器将混合液迅速注入萃取瓶，以1000r/min转速迅速搅拌2min形成乳浊体系；将萃取瓶置于冰浴中5min，过滤分离出萃取相加热至30℃得到150μL正壬酸；取15μL注入原子荧光光谱（AFS）进行分析。该方法对Pb2+富集倍数达350倍且检出限可达10ng/L，在浓度20～260ng/L范围内峰高与样品浓度呈良好线性关系。
Claims (10)
1.以烷基羧酸为萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，其特征在于：烷基羧酸与分散剂混合后注入水样，形成乳浊液后，降温使烷基羧酸凝固，分离出固相即可；烷基羧酸同时充当重金属离子的萃取剂和络合剂，将重金属离子从水样中萃取分离出来。
2.按照权利要求1所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：
该方法依次包括以下步骤：
1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点；
2）将烷基羧酸和分散剂混匀；
3）吸取步骤2）中的混合液迅速注入步骤1）中的样品，形成乳浊液体系；
4）将样品降温使烷基羧酸凝固；
5）将步骤4）中凝固的烷基羧酸从样品中分离即可。
3.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：所述烷基羧酸为C9～C22一元正构烷基羧酸中的一种，所述烷基羧酸分别为正壬酸、正癸酸、正十一酸、正十二酸、正十三酸、正十四酸、正十五酸、正十六酸、正十七酸、正十八酸、正十九酸、正二十酸、正二十一酸、正二十二酸。
4.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：所述分散剂为甲醇、乙醇、丙酮或四氢呋喃。
5.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：烷基羧酸与分散剂混合液中烷基羧酸体积分数为3％～50％。
6.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：待测水样中加入的烷基羧酸与分散剂的混合液体积为水样体积的0.01％～10％。
7.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：水样pH位于4～8之间。
8.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：所述步骤1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点1～50℃，且不高于100℃。
9.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：所述步骤4）将样品降温使烷基羧酸凝固；降温至样品温度低于所用烷基羧酸熔点且高于0℃。
10.按照权利要求1或2所述的分散液液微萃取方法，其特征在于：所述水样中重金属离子为Hg2+、Co2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+、Mn2+中的一种或多种，它们的浓度高于10ng/L。
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| CN (1) | CN103566623A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822855A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-28 | 神华集团有限责任公司 | 测定金属萃取剂最佳萃取条件的方法 |
| CN105060384A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-18 | 江西省科学院生物资源研究所 | 一种协同萃取分离铜废石场废水中重金属离子的方法 |
| CN110132955A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-08-16 | 酒泉市食品检验检测中心 | 分散液液微萃取-智能手机比色测定食品中高氯酸盐的方法 |
| CN110339592A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-18 | 山东大学 | 基于脂肪酸的重金属离子萃取剂及制备方法与萃取方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414261A1 (de) * | 1994-04-23 | 1995-10-26 | Tomas Burmester | Verfahren zur Dekontamination von Feststoffen mit Wiedergewinnung von Schwermetallen |
| CN102519947A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-27 | 昆明孚锐特经贸有限公司 | 一种快速检测废水中痕量铜的方法 |
| CN102565111A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心 | 一种同时对重金属离子铅、镉和汞进行富集及分析的方法 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414261A1 (de) * | 1994-04-23 | 1995-10-26 | Tomas Burmester | Verfahren zur Dekontamination von Feststoffen mit Wiedergewinnung von Schwermetallen |
| CN102519947A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-06-27 | 昆明孚锐特经贸有限公司 | 一种快速检测废水中痕量铜的方法 |
| CN102565111A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心 | 一种同时对重金属离子铅、镉和汞进行富集及分析的方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| HASSAN SERESHTI等: ""Optimization of dispersive liquid–liquid microextraction coupled with inductively coupled plasma-optical emission spectrometry with the aid of experimental design for simultaneous determination of heavy metals in natural waters"", 《TALANTA》 * |
| I. LÓPE Z-GARCÍA等: ""Liquid-phase microextraction with solidification of the organic floating drop for the preconcentration and determination of mercury traces by electrothermalatomic absorption spectrometry"", 《ANAL BIOANAL CHEM》 * |
| YADOLLAH YAMINI等: ""Dispersive liquid–liquid microextraction based on the solidification of floating organic drop followed by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry as a fast technique for the simultaneous determination of heavy metals"", 《JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A》 * |
| 秦九红等: ""浮动液滴固化分散液相微萃取-火焰原子吸收光谱法测定环境样品中的镉"", 《化学研究》 * |
| 肖中玉等: ""分散液-液微萃取在有机化合物和金属离子分析中的应用进展"", 《理化检验-化学分册》 * |
| 马晓国等: ""分散液液微萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量镉"", 《生态环境学报》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822855A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-28 | 神华集团有限责任公司 | 测定金属萃取剂最佳萃取条件的方法 |
| CN103822855B (zh) * | 2014-02-27 | 2016-08-24 | 神华集团有限责任公司 | 测定金属萃取剂最佳萃取条件的方法 |
| CN105060384A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-18 | 江西省科学院生物资源研究所 | 一种协同萃取分离铜废石场废水中重金属离子的方法 |
| CN105060384B (zh) * | 2015-08-03 | 2018-05-22 | 江西省科学院生物资源研究所 | 一种协同萃取分离铜废石场废水中重金属离子的方法 |
| CN110132955A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-08-16 | 酒泉市食品检验检测中心 | 分散液液微萃取-智能手机比色测定食品中高氯酸盐的方法 |
| CN110339592A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-18 | 山东大学 | 基于脂肪酸的重金属离子萃取剂及制备方法与萃取方法 |
| CN110339592B (zh) * | 2019-07-22 | 2020-05-08 | 山东大学 | 基于脂肪酸的重金属离子萃取剂及制备方法与萃取方法 |
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