樹脂固相萃取在比色分析中的應用研究

林虹，蔡蘋楊，謝光明，胡萍

（四川省地質(zhì)工程勘察院環(huán)境工程中心，四川成都 610072）

樹脂固相萃取在比色分析中的應用研究

林虹，蔡蘋楊，謝光明，胡萍

（四川省地質(zhì)工程勘察院環(huán)境工程中心，四川成都 610072）

針對可見光區(qū)藍（磷鉬藍測硫體系）、黃（磺基水楊酸測鐵體系）、紅（a-萘胺測NO2-體系）3個典型波段，研究樹脂固相萃取有色基團前后的吸光度變化，表明各波段固相比色分別較水相比色最大增長了53.67倍、20.04倍、10.50倍。實驗確定了最佳樹脂用量為3g，最佳萃取時間30min。模擬土壤、地質(zhì)巖石及水質(zhì)樣品的復雜組合，表明樹脂富集有色基團干擾不嚴重，方法可應用于各類樣品中微量元素的比色分析。

樹脂；固相萃?。槐壬治?；應用

0 引言

比色分析是基于溶液對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法，具有無輻射、儀器小型、操作簡便、測試速度快等優(yōu)點，廣泛應用于各種物料中微量元素的分析。但存在的問題是測試靈敏度低，無法與儀器分析媲美。

環(huán)境樣中被測物濃度一般較低，背景干擾大，使用固相萃取技術(shù)很容易富集樣品中的痕量被測組分，降低分析方法檢測限并提高靈敏度，同時消除基體干擾對測定的影響，提高分析的準確度。

離子交換樹脂相光度法開辟了富集技術(shù)與測定方法相結(jié)合的新途徑，在可見光區(qū)均有應用[1-6]。利用離子交換樹脂對金屬離子選擇性不同，在不分離主體元素情況下，通過物理吸附來消除或減少其他組分的干擾[7]，從而把顯色富集、分離測定兩個步驟結(jié)合起來，簡化了操作程序，提高了靈敏度和選擇性。

1主要儀器與試劑

主要儀器：UV-2100型紫外可見分光光度計（上海尤尼柯儀器有限公司）；721-100型分光光度計（上海第三分析儀器廠）；HY-4型調(diào)速多用振蕩器（金壇杰瑞爾）；電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）；托盤天平（上海力能電子儀器公司）；50mL比色管、100mL具塞比色管若干。

主要試劑：硫離子標準溶液S2-=100mg/L；鐵標準溶液Fe2O3=100 mg/L；亞硝酸根標準溶液NO2-=10mg/L（均為自配）。

鉬酸銨（50 g/L）；磺基水楊酸（100 g/L）；a-萘胺（2 g/L）+對氨基苯磺酸（5 g/L）混合液（12%乙酸介質(zhì)），使用前配制。

717強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂，使用前需用5%鹽酸活化24h，水洗至中性，烘干備用。

2 實驗方法

2.1 磷鉬藍體系測定硫化物（藍色波段）

參照文獻[8]，在一系列50mL比色管中依次加入100μg磷酸根1m L，50 g/L鉬酸銨5m L，用蒸餾水稀釋至40mL左右，搖勻，準確加入S2-不同變量，搖勻，置于沸水浴中顯色5min后取出冷卻，用水稀釋至刻度搖勻，于710 nm處以試劑空白為參比，用10mm比色皿進行水相比色測定。

將水相比色后的溶液轉(zhuǎn)入100mL錐形瓶中，加5 g活化后的樹脂，于振蕩器上振蕩一定時間后，過濾，以樹脂空白為參比，710 nm處比色濕樹脂，再烘干后比色干樹脂。

2.2 磺基水楊酸比色測定鐵離子（黃色波段）

取不同含量的三氧化二鐵的標準溶液于50mL比色管中，加入100g/L磺基水楊酸溶液10mL，滴加1+1氨水調(diào)至溶液變黃后，再過量2mL，用水稀釋至刻度搖勻。于420nm處以試劑空白為參比，用10mm比色皿，測量水相吸光度。同時測定樹脂吸光度，操作方法參照2.1節(jié)。

2.3 a-萘胺比色測定NO2-（紅色波段）

取不同含量的亞硝酸根標準溶液于50mL比色管中，加入對氨基苯磺酸—a-萘胺混合溶液2mL，搖勻，放置10min。水稀釋至刻度，于570nm處以試劑空白為參比，用10mm比色皿，以試劑空白溶液為參比，測量水相吸光度。同時測定樹脂吸光度，操作方法參照2.1節(jié)。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同顯色體系樹脂萃取前后吸光度對比

按照實驗方法進行的不同顯色體系樹脂固相萃取前后吸光度對比，結(jié)果統(tǒng)計見表1。

由表1結(jié)果可知：直接比色樹脂相較水相無論哪個波段吸光度均有明顯增長，且干樹脂比濕樹脂增長幅度更大，是因比色皿中僅存固相而沒有流動相的緣故。3個波段中，吸光度增長最大的是藍色波段，其次是黃色和紅色，且主要體現(xiàn)在低含量段，有色基團幾乎全部通過物理吸附方式萃入樹脂相，殘留溶液為無色，可認為該方法特別適合低含量比色分析。

表1 樹脂固相萃取前后吸光度對照表

3.2 干樹脂最大吸收波長對比選擇

對硫化物水相顯色體系和萃取的固相干樹脂進行了最大吸收波長的對比，見圖1。

圖1 藍色波段最大吸收波長對比曲線

由圖1可知，干樹脂最大吸收峰在730nm處，水相最大吸收峰在710 nm處，相對水相最大吸收峰710nm，表明樹脂萃取富集有色基團后產(chǎn)生了紅移。

3.3 萃取時間試驗

對硫化物顯色體系進行樹脂萃取不同時間的實驗，結(jié)果見圖2。

圖2 樹脂萃取不同時間曲線

由圖2可知，樹脂固相萃取有色基團的最佳時間是30min，超過或不足30min均存在樹脂對有色基團的吸附不完全和解吸問題。

3.4 樹脂用量試驗

對硫化物顯色體系進行樹脂用量實驗，結(jié)果見表2可知，當硫離子量和萃取時間固定不變時，隨著萃取樹脂用量的不斷增加吸光度基本保持不變，表明有色基團的吸附與樹脂用量的變化沒有密切關(guān)系?？紤]裝皿的樹脂劑量，選擇萃取樹脂用量為3g。

表2 樹脂用量試驗

3.5 樹脂萃取干擾試驗

對硫化物顯色體系，模擬地質(zhì)巖石、土壤和水質(zhì)的復雜組成進行了干擾實驗，結(jié)果見表3。

由表3可見，鈣鹽和亞硝酸根對硫化物顯色體系分別存在著正干擾和負干擾，是因水相顯色時產(chǎn)生的干擾[8]，而樹脂固相萃取后正、負干擾的趨勢較之水相干擾低了一倍，干擾情況大為改善，原方法[8]不能允許CaO 20mg、NO2-10μg存在，采用樹脂萃取后不僅能夠允許此干擾量的存在，而且方法的靈敏度得到很大提高。

表3 樹脂萃取干擾試驗

4 結(jié)束語

本文通過各項實驗結(jié)果，得出以下結(jié)論：

采用固相樹脂萃取可通過簡單的物理吸附定理很好地富集有色基團，較常規(guī)的比色分析極大提高測試的靈敏度。

通過黃、紅、藍3個典型波段的實驗工作，表明凡在可見光（400～800 nm）的比色分析項目，均可應用樹脂萃取方法。

方法具有操作簡便、測試快速、成本低廉、靈敏度高等特點，以改善和滿足不具有大型昂貴分析儀器的小型實驗室進行低靈敏度元素的測試工作，具有實際意義，且在實際應用中效果良好。

實驗中發(fā)現(xiàn)，該方法在大于560nm的長波段很穩(wěn)定，靈敏度提高倍數(shù)最大，低于400 nm時靈敏度提高倍數(shù)較小，在比色計上裝積分球即可解決。

[1]聶基蘭，楊志宏，周慶華，等.三價鐵-硫氰酸鹽-吐溫80配合物在陰離子交換樹脂上的吸附及其應用[J].分析測試學報，1999，18（2）：36-38.

[2]劉崢，曾嶸.樹脂相分光光度法測定痕量亞硝酸根[J].分析化學來稿摘登，2001，29（4）：492.

[3]高錦章，潘仲巍，康敬萬，等.離子交換樹脂分光光度法-稀土－偶氮胂Ⅲ體系[J].西北師范大學學報：自然科學版，1991，27（4）：27-30.

[4]陳建榮，吳小華.離子交換樹脂相光度法測定鈀的研究[J].光譜學與光譜分析，2000，20（1）：119-121.

[5]峰山，石東輝.離子交換樹脂相光度法測定蒙藥中微量鐵[J].光譜實驗室，2010，27（2）：477-480.

[6]呂明，崔克宇，馮桂荷.離子交換樹脂相分光光度法測定水中微量鉍[J].離子交換與吸附，2006，22（3）：273-276.

[7]游建南.離子交換樹脂相分光光度法的進展及其應用[J].冶金分析，1989，9（4）：37-43.

[8]蘇慶平.分光光度法測定水樣中的硫離子[J].化學研究與應用，2009，21（7）：1076-1079.

Research on app lication of resin solid phase extraction in colorimetric analysis

LIN Hong，CAI Ping-yang，XIE Guang-ming，HU Ping
（Center of Environmental Engineering，Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation，Chengdu 610072，China）

Molybdenum blue measuring sulphur system，sulfosalicylic acid measuring iron system andα-naphthylamine colorimetric measuring nitrite ion system were studied in this paper.The absorbance after resin solid-phase extraction was compared with that before extraction，and the molar extinction coefficient，that is a multiple of the sensitivity，increased respectively 53.67，20.04，and 10.50 times over the aqueous phase.The optimum amount of resin is 3 g，while the optimum extraction time is 30 min.The mixture system of water samples and soil samples or geological rock samples was simulated，which show that the interference of resin concentration was not great.This method can be applied to various types of colorimetric analysis of micro.

resin；solid phase extraction；colorimetric analysis；application

TQ322.4；O652.63；O657.32；O658.1

A

1674-5124（2013）03-0042-03

2012-12-09；

：2013-01-21

林虹（1967-），女，四川成都市人，工程師，主要從事水質(zhì)、巖礦分析測試研究。