浊点萃取凹土协同作用测定环境中的锌
目 录
1 引言 1
1.1 浊点萃取基本过程 1
1.2 浊点萃取的影响因素 3
1.3 浊点萃取在金属离子分离富集及形态分析中的应用 5
1.4 浊点萃取的优点 6
1.5 可见光分光度法 7
1.6 凹土 7
1.7 研究痕量锌的意义 9
2 实验部分 10
2.1 试剂与仪器 10
2.2 实验原理 13
2.3 实验方法 13
2.4 结果与讨论 14
3 分析特性 20
3.1 实验样品测定及回收率实验 21
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
环境污染严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展，对农业生产具有至关重要的影响，需要进行有效监控。但是由于污染物复杂多样、含量低，直接检测存在一定的困难，需要采用各种预分离富集技术。在地球与宇宙科学、环境科学、生命科学、材料科学、兴奋剂检查、法医、考古中，常常需要测定μg/L至ng/L甚至是pg/L级，虽然现代分析仪器(如ICP - AFS、AAS及ICP-AES等)有了很大的发展，具有很高的灵敏度和选择性，但在进行地质、生物、环保、农业和工业等样品中的痕量和超痕量(μgmL- 1，ngmL- 1甚至pgmL- 1) 金属分析时，要直接测定痕量元素还是很困难的，分析物的浓度往往低于现代仪器分析方法的检出限。为了避免大量共存元素的干扰，提高测定方法的灵敏度，必须预先进行分离与富集。分离富集技术的采用，可使分析检出限、精密度和准确度获得有效改善，是金属分析中重要的课题之一，通过分离富集，可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以减少或者消除复杂基质的影响，降低不同检测仪器的检出限，扩大对金属离子的检测范围。
常用的金属离子富集分离的方法有萃取法、沉淀法和新发展起来的研究最多的离子交换法、液膜法、毛细管电泳分离法等等。萃取法是较为常用的方法[1]。浊点萃取是近年出现的一种新兴的液-液萃取技术，因其分离效率高、环境友好、易与各种检测技术联用而广泛应用。
1.1 浊点萃取基本过程
浊点萃取( Cloud Point Extraction，CPE ) 是近年来出现的一种新兴的液-液萃取技术, 它不使用挥发性有机溶剂, 不影响环境。它以中性表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础, 通过改变试验参数引发相分离, 将疏水性物质与亲水性物质分离。同经典的液-液萃取技术相比，浊点萃取法不使用挥发性有机溶剂, 不污染环境。它以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础, 通过改变实验参数(如溶液pH值、温度等)引发相分离。它具有经济、安全、高效、简便等优点,已广泛用于环境样品、生物物质的分离分析。但常规的液-液萃取存在明显的不足，如需使用大量高纯和有毒的有机试剂、富集倍数低、操作繁琐费时和易对环境造成污染等。为了克服这些问题, 适应现代分析科学发展的要求，近年来，在原有的基础上，化学工作者不断创新，开发了固相萃取、固相微萃取、膜萃取、超临界液体萃取以及微波辅助萃取等
新型萃取技术[2]。
1.1.1 浊点萃取原理
浊点萃取法是通过表面活性剂的浊点特性实现胶束相分离以达到样品预富集。表面活性剂在水溶液中，当温度升到一定值时，溶液出现浑浊而不完全溶解的现象，此时的温度称为浊点温度，简称CP。浊点萃取，简称CPE，CPE是大多数基于溶液中的非离子型表面活性剂在超过浊点温度时，溶液从胶束变成浑浊分离成两相，并将溶液中的疏水物质与亲水物质分离，其疏水物质与表面活性剂一起沉积到很小的体积（通常100-200 μL），达到对痕量物质的富集[3]。具体来说，CPE利用非离子表面活性剂的相分离现象进行萃取浓缩。当非离子型表面活性剂的浓度增大到某一值时，表面活性剂形成各种形状的胶束，被萃取物进入胶束。此时，再将表面活性剂水溶液加热，使其温度升高，表面活性剂溶液变浑浊并出现分相现象，这样，进入胶束的疏水性物质和留在水相的亲水性物质分离，实现溶质的富集和分离的目的。如图1，浊点萃取不使用有机萃取剂，不对环境造成污染，广泛应用于痕量有机物、金属离子（通过形成螯合物），以及生物大分子的提取，具有低毒、高效、安全、简便等特点，其富集率最高可达100% [4]。在过去的几年中，由于浊点萃取这种独特的技术具有巨大的发展潜力、较高的萃取效率和广泛的用途等特点，已经成为增加金属元素分析灵敏度的首选方法之一。
图1 浊点萃取原理图
1.1.2 浊点萃取中的表面活性剂及分相行为
浊点萃取所依赖的表面活性剂是当代公认的绿色溶剂。表面活性剂分子通常由疏水和亲水两部分组成。疏水部分在水溶液中聚集成核。亲水部分向外张开形成胶束。表面活性剂在水溶液中形成胶束的最小浓度称为临界胶束浓度(CMC) ，最低温度称为临界胶束温度(CMT )。表面活性剂类型不同。溶液条件不同，胶束形态各异，如圆形、椭圆形、圆柱形[5]。平时应用表面活性剂性质最多的是它的增溶作用，很多微溶于水或不溶于水的物质可以与表面活性剂结合后溶于水。CPE法除了利用增溶作用外,还利用了表面活性剂另一个重要性质—浊点现象。一个均一的表面活性剂水溶液在外界条件(如温度) 变化时，因为引发相分离而突然出现浑浊的现象叫浊点现象，此时的温度叫做浊点温度(CP )。静置一段时间(或离心) 后会形成两个透明的液相：一为表面活性剂相(约占总体积的5% )；另一为水相(胶束浓度等于CMC)。外界条件(如温度) 向相反方向变化，两相便消失，再次成为均一溶液。溶解在溶液中的疏水性物质如膜蛋白,与表面活性剂的疏水基团结合，被萃取进表面活性剂相，亲水性物质留在水相。这种利用浊点现象使样品中疏水性物质与亲水性物质分离的萃取方法就是浊点萃取。
1.2 浊点萃取的影响因素
CPE法无须使用专门仪器，操作非常简单，首先在待测样品溶液中加入表面活性剂溶液，初始表面活性剂浓度需大于CMC，以确保胶束聚集体的形成；随后改变条件引发相分离，如升高或降低温度，加入适量的盐或其它添加剂如络合剂，必要时可以离心以加速相分离，分离出的表面活性剂相可直接测定或采用合适的溶剂稀释，降低黏度后进行测定[6]。
CPE的萃取效果在很大程度上取决于表面活性剂的浊点温度。可以通过改变表面活性剂种类和浓度、溶液 pH 值和离子强度、平衡时间及温度、离心时间等因素来优化浊点萃取过程。一般采用下列参数来评价浊点萃取的效果：萃取率（E）、浓缩因子（CF）、相体积比（θ）和分配系数（D）。
CF＝Cs/Co （1）
θ ＝Vs/Vw （2）
D＝Cs/Cw （3）
式中 Cs———待测物在表面活性剂中的浓度；
1.2.4 离心时间
离心时间并不影响萃取率，但可以促进两相分离。对于浊点温度较高的体系，室温下较长时间离心有可能引起相分离逆转，反而会降低萃取效率。一般而言，比较推荐的离心时间为5～10 min。离心时间加长，萃取率，相体积比和分配系数最初增长明显，稍后持平。对于CP较高的体系，室温下离心过长可能导致相分离逆转，使萃取率降低。
1 引言 1
1.1 浊点萃取基本过程 1
1.2 浊点萃取的影响因素 3
1.3 浊点萃取在金属离子分离富集及形态分析中的应用 5
1.4 浊点萃取的优点 6
1.5 可见光分光度法 7
1.6 凹土 7
1.7 研究痕量锌的意义 9
2 实验部分 10
2.1 试剂与仪器 10
2.2 实验原理 13
2.3 实验方法 13
2.4 结果与讨论 14
3 分析特性 20
3.1 实验样品测定及回收率实验 21
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
环境污染严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展，对农业生产具有至关重要的影响，需要进行有效监控。但是由于污染物复杂多样、含量低，直接检测存在一定的困难，需要采用各种预分离富集技术。在地球与宇宙科学、环境科学、生命科学、材料科学、兴奋剂检查、法医、考古中，常常需要测定μg/L至ng/L甚至是pg/L级，虽然现代分析仪器(如ICP - AFS、AAS及ICP-AES等)有了很大的发展，具有很高的灵敏度和选择性，但在进行地质、生物、环保、农业和工业等样品中的痕量和超痕量(μgmL- 1，ngmL- 1甚至pgmL- 1) 金属分析时，要直接测定痕量元素还是很困难的，分析物的浓度往往低于现代仪器分析方法的检出限。为了避免大量共存元素的干扰，提高测定方法的灵敏度，必须预先进行分离与富集。分离富集技术的采用，可使分析检出限、精密度和准确度获得有效改善，是金属分析中重要的课题之一，通过分离富集，可 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以减少或者消除复杂基质的影响，降低不同检测仪器的检出限，扩大对金属离子的检测范围。
常用的金属离子富集分离的方法有萃取法、沉淀法和新发展起来的研究最多的离子交换法、液膜法、毛细管电泳分离法等等。萃取法是较为常用的方法[1]。浊点萃取是近年出现的一种新兴的液-液萃取技术，因其分离效率高、环境友好、易与各种检测技术联用而广泛应用。
1.1 浊点萃取基本过程
浊点萃取( Cloud Point Extraction，CPE ) 是近年来出现的一种新兴的液-液萃取技术, 它不使用挥发性有机溶剂, 不影响环境。它以中性表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础, 通过改变试验参数引发相分离, 将疏水性物质与亲水性物质分离。同经典的液-液萃取技术相比，浊点萃取法不使用挥发性有机溶剂, 不污染环境。它以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础, 通过改变实验参数(如溶液pH值、温度等)引发相分离。它具有经济、安全、高效、简便等优点,已广泛用于环境样品、生物物质的分离分析。但常规的液-液萃取存在明显的不足，如需使用大量高纯和有毒的有机试剂、富集倍数低、操作繁琐费时和易对环境造成污染等。为了克服这些问题, 适应现代分析科学发展的要求，近年来，在原有的基础上，化学工作者不断创新，开发了固相萃取、固相微萃取、膜萃取、超临界液体萃取以及微波辅助萃取等
新型萃取技术[2]。
1.1.1 浊点萃取原理
浊点萃取法是通过表面活性剂的浊点特性实现胶束相分离以达到样品预富集。表面活性剂在水溶液中，当温度升到一定值时，溶液出现浑浊而不完全溶解的现象，此时的温度称为浊点温度，简称CP。浊点萃取，简称CPE，CPE是大多数基于溶液中的非离子型表面活性剂在超过浊点温度时，溶液从胶束变成浑浊分离成两相，并将溶液中的疏水物质与亲水物质分离，其疏水物质与表面活性剂一起沉积到很小的体积（通常100-200 μL），达到对痕量物质的富集[3]。具体来说，CPE利用非离子表面活性剂的相分离现象进行萃取浓缩。当非离子型表面活性剂的浓度增大到某一值时，表面活性剂形成各种形状的胶束，被萃取物进入胶束。此时，再将表面活性剂水溶液加热，使其温度升高，表面活性剂溶液变浑浊并出现分相现象，这样，进入胶束的疏水性物质和留在水相的亲水性物质分离，实现溶质的富集和分离的目的。如图1，浊点萃取不使用有机萃取剂，不对环境造成污染，广泛应用于痕量有机物、金属离子（通过形成螯合物），以及生物大分子的提取，具有低毒、高效、安全、简便等特点，其富集率最高可达100% [4]。在过去的几年中，由于浊点萃取这种独特的技术具有巨大的发展潜力、较高的萃取效率和广泛的用途等特点，已经成为增加金属元素分析灵敏度的首选方法之一。
图1 浊点萃取原理图
1.1.2 浊点萃取中的表面活性剂及分相行为
浊点萃取所依赖的表面活性剂是当代公认的绿色溶剂。表面活性剂分子通常由疏水和亲水两部分组成。疏水部分在水溶液中聚集成核。亲水部分向外张开形成胶束。表面活性剂在水溶液中形成胶束的最小浓度称为临界胶束浓度(CMC) ，最低温度称为临界胶束温度(CMT )。表面活性剂类型不同。溶液条件不同，胶束形态各异，如圆形、椭圆形、圆柱形[5]。平时应用表面活性剂性质最多的是它的增溶作用，很多微溶于水或不溶于水的物质可以与表面活性剂结合后溶于水。CPE法除了利用增溶作用外,还利用了表面活性剂另一个重要性质—浊点现象。一个均一的表面活性剂水溶液在外界条件(如温度) 变化时，因为引发相分离而突然出现浑浊的现象叫浊点现象，此时的温度叫做浊点温度(CP )。静置一段时间(或离心) 后会形成两个透明的液相：一为表面活性剂相(约占总体积的5% )；另一为水相(胶束浓度等于CMC)。外界条件(如温度) 向相反方向变化，两相便消失，再次成为均一溶液。溶解在溶液中的疏水性物质如膜蛋白,与表面活性剂的疏水基团结合，被萃取进表面活性剂相，亲水性物质留在水相。这种利用浊点现象使样品中疏水性物质与亲水性物质分离的萃取方法就是浊点萃取。
1.2 浊点萃取的影响因素
CPE法无须使用专门仪器，操作非常简单，首先在待测样品溶液中加入表面活性剂溶液，初始表面活性剂浓度需大于CMC，以确保胶束聚集体的形成；随后改变条件引发相分离，如升高或降低温度，加入适量的盐或其它添加剂如络合剂，必要时可以离心以加速相分离，分离出的表面活性剂相可直接测定或采用合适的溶剂稀释，降低黏度后进行测定[6]。
CPE的萃取效果在很大程度上取决于表面活性剂的浊点温度。可以通过改变表面活性剂种类和浓度、溶液 pH 值和离子强度、平衡时间及温度、离心时间等因素来优化浊点萃取过程。一般采用下列参数来评价浊点萃取的效果：萃取率（E）、浓缩因子（CF）、相体积比（θ）和分配系数（D）。
CF＝Cs/Co （1）
θ ＝Vs/Vw （2）
D＝Cs/Cw （3）
式中 Cs———待测物在表面活性剂中的浓度；
1.2.4 离心时间
离心时间并不影响萃取率，但可以促进两相分离。对于浊点温度较高的体系，室温下较长时间离心有可能引起相分离逆转，反而会降低萃取效率。一般而言，比较推荐的离心时间为5～10 min。离心时间加长，萃取率，相体积比和分配系数最初增长明显，稍后持平。对于CP较高的体系，室温下离心过长可能导致相分离逆转，使萃取率降低。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/yyhx/836.html
