专利名称：：一种分离/富集环境中痕量Cd(II)的新方法
技术领域：
：本发明涉及一种分离/富集环境中痕量重金属cd(n)的方法，特指以正丙醇为浮选剂，以硫酸铵作为分相的盐析剂，在惰性气体^的作用下基于亲水有机溶剂气浮溶剂浮选法(HydrophilicOrganicSolventGasFloatation,H0SGF)分离/富集环境中痕量重金属Cd(II)的方法。
背景技术：
：Cd(II)是一种毒性重金属，环境中Cd(II)的存在严重损害人体的健康和动植物的生长，是环境监测的一个重要指标。由于环境中Cd(II)的浓度极低，通常在测定之前必须进行分离/富集，故痕量cd(n)的分离/富集方法的研究受到重视。目前，用于分离/富集环境中痕量金属的方法主要有沉淀法、膜分离、固相萃取、吸附、液液萃取、双水相萃取和气浮溶剂浮选等。但这些方法通常有一定的局限性，比如操作繁琐，原料可利用度小，有机溶剂用量大，受基体效应影响等。双水相萃取(Aqueoustwo-phaseextraction,ATPE)是采用亲水性高聚物或小分子亲水有机溶剂作为萃取剂，在无机盐作用下分成上下两相，分相的基本原理是基于无机盐与亲水有机溶剂对溶液中水分子的争夺。具有均相萃取、异相分离、传质和分相速度快、设备简单、成本低等特点，克服了传统有机溶剂只能萃取疏水性物质的弱点，但在萃取过程中有机相参与相分配过程，萃取效率(富集倍数与相比有关)有限，富集倍数只能达到12个数量级，对超痕量样品富集需多次萃取，有机溶剂和分相盐用量大，可供选择的分离体系有限。气浮溶剂浮选(Solventsublation)分离/富集技术是近年来发展起来的一种新型分离富集技术。该分离方法的优点是由于捕集、气_液萃取、液_液相转移等多重选择性，使该法具有高选择性；无乳化现象；富集倍数高(通过延长浮选时间可以得到极限富集倍数)；有机溶剂用量少。但
发明内容本发明为克服现有技术中气浮溶剂浮选常用苯、甲苯、二甲苯、异戊醇等作浮选溶剂，对环境会造成二次污染，并且由于溶剂挥发性而影响准确度的不足和双水相萃取效率(富集倍数与相比有关)有限，富集倍数只能达到12个数量级，对超痕量样品富集需多次萃取，等不足，提出了一种新的分离/富集方法即亲水有机溶剂气浮溶剂浮选法(Hydrophilic0rganicSolventGasFloatation,H0SGF)。本发明步骤在磨口比色管中，加入lmL50iigmL—1的被研究的金属离子Cd(II)试液，然后加入2molL-1的KI及lgL-1的罗丹明B，，然后加入0.36g/mL_0.52g/mL的(NH4)2S04分相盐调节溶液的离子强度，再加入5mL的丙醇作为浮选剂，浮选。用火焰原子吸收法对上层丙醇相中Cd(II)进行测定分析。a.逐一优化的实验条件a)分相盐及其用量的选择b)配合剂KI，捕集剂罗丹明B用量的选择c)pH的选择d)浮选流速的选择b.在优化出的最佳浮选条件下结合火焰原子光谱法对实际水样中痕量Cd(II)进行分离/富集分析。本发明方法的优点如下该方法集双水相萃取和气浮溶剂浮选的优点为一体，其富集倍数高，选择性高，组分在分离过程中与相比无关，有机溶剂用量少，无毒、无污染、分离效果好，选择性好，能同时处理大量低浓度组分且具有设备简单、操作简便等特点。本发明技术方案亲水有机溶剂气浮溶剂浮选法分离富集Cd(II)的方法，是以低毒或无毒的亲水有机溶剂正丙醇为浮选剂，廉价的盐溶液为分相的盐析剂，KI和罗丹明B为捕集剂，利用惰性气体N2对三元缔合物[Cdl42—]"RHB+]2进行亲水性溶剂气浮溶剂浮选分离富集环境中痕量Cd(II)的方法。本发明具体步骤(1)在磨口比色管中，依次加入50iig'mL—1的被研究的金属离子Cd(II)试液，2mol*L—1的KI及lg*L—1的罗丹明B，其中金属离子Cd(II)试液、KI和罗丹明B加入体积比为i:1.5:7.5i:4.o:ii.5;优选金属离子cd(n)试液、Ki和罗丹明b加入体积比为i:2.5:9.5。(2)然后加入分相盐调节溶液的离子强度，调节pH=5.07.0，振荡2分钟，静置10分钟。其中所述的分相盐为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固体盐，优选分相盐溶液为体积分数0.46g/mL(NH山S(V最适合于分离/富集的pH值为5.06.0。(3)将上述溶液转移至浮选柱中，再加入与金属离子Cd(II)试液体积比为5:1的丙醇作为浮选剂，定容，在N2浮选的流速为5-30mL/min下浮选4min，静置lmin，最优的浮选流速为20mLmin—、(4)用火焰原子吸收法对上层丙醇相中Cd(II)进行测定分析。(5)在优化出的浮选条件下结合火焰原子光谱法对实际水样中痕量Cd(II)进行分离/富集分析。图1不同盐用量对丙醇分相体积的影响其中1NaCl;2(NH4)2S04;3NaH2P04;4NaN03图2RHB的用量对Cd(II)浮选率的影响图3KI的用量对Cd(II)浮选率的影响图4(NH4)2S04用量对Cd(II)浮选率的影响图5N2气浮流速对Cd(II)浮选率的影响图6酸度对Cd(II)金属离子浮选率的影响具体实施例方式实施例1本实施例主要通过优化实验来确定最佳技术方案具体实验步骤1)固定水溶液中丙醇的量为5.OOmL，讨论各分相盐的分相能力。分别加入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固体盐，定容至50mL，讨论最佳分相盐。2)讨论当(NH山S(U乍为分相盐时，Cd(II)最优化的浮选条件。在磨口比色管中，加入lmL50iig*mL—1的被研究的金属离子Cd(II)试液，然后加入2mol*L—1的KI及lg*L—1的罗丹明B，，然后加入0.36g/mL-0.52g/mL的(NH4)2S04分相盐调节溶液的离子强度，再加入5mL的丙醇作为浮选剂，逐一讨论并优化浮选条件，用火焰原子吸收法对上层丙醇相中Cd(II)进行测定分析。按照所设计的步骤，逐一优化的实验条件a)分相盐及其用量的选择b)配合剂KI，捕集剂罗丹明B用量的选择c)pH的选择d)浮选流速的选择3)将优化出的浮选条件下结合火焰原子光谱法对实际水样中痕量Cd(II)进行分离/富集分析。优化实验条件时各图见图1-6。本实例中所得的结果如下a)按照具体步骤得到的亲水性有机溶剂气浮溶剂浮选分离/富集Cd(II)的最优化条件见表l。表1分离/富集Cd(II)的优化实验条件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>b)根据具体步骤所得的本发明方法的最佳浮选条件用于实际样品测定取一定量废水进行过滤，加入一定量浓盐酸，在不断搅拌下加热近干，冷却后，加入少量水，使盐类溶解，过滤，收集滤液，用少量蒸馏水洗涤烧杯和滤纸并入滤液，定容至25mL。在优化的浮选条件下，按具体步骤2)测定生活污水、养鱼池糖水、学校玉带河水和工表2水样中Cd(II)的测定及其回收率(pH=5.06.0)样品测定平均值RSD%加标量回收量回收率％(ug/10mL)(n=5)(ug)(ug)l'生活井水0.1231.74041.57100.32'养鱼池塘水0.1271.54042.10100.23'学校玉带河水0.0232.44040.75101.34'工厂污水0.0832.84040.30跳权利要求一种分离/富集环境中痕量Cd(II)的新方法，其特征在于按照下述步骤进行(1)在磨口比色管中，依次加入50μg·mL-1的被研究的金属离子Cd(II)试液，2mol·L-1的KI及1g·L-1的罗丹明B，其中金属离子Cd(II)试液、KI和罗丹明B加入体积比为1∶1.5∶7.5～1∶4.0∶11.5。(2)然后加入分相盐调节溶液的离子强度，调节pH＝5.0～7.0，振荡2分钟，静置10分钟，其中所述的分相盐为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固体盐。(3)将上述溶液转移至浮选柱中，再加入与金属离子Cd(II)试液体积比为5∶1的丙醇作为浮选剂，定容，在N2浮选的流速为5-30mL·min-1下浮选4min。(4)用火焰原子吸收法对上层丙醇相中Cd(II)进行测定分析。2.根据权利要求l所述的一种分离/富集环境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于其中金属离子Cd(II)试液、KI和罗丹明B加入体积比为1:2.5:9.5。3.根据权利要求i所述的一种分离/富集环境中痕量cd(n)的新方法，其特征在于分相盐溶液为体积分数0.46g/mL(NH4)2S04。4.根据权利要求l所述的一种分离/富集环境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于浮选流速为20mLmin—、5.根据权利要求l所述的一种分离/富集环境中痕量Cd(n)的新方法，其特征在于适合于分离/富集的pH值为5.06.0。全文摘要本发明一种分离/富集环境中痕量Cd(II)的新方法，涉及一种用亲水有机溶剂气浮溶剂浮选技术分离/富集环境中痕量Cd(II)的方法，属于分析化学中痕量金属的分离/富集和分析测定
技术领域：
。本发明选择正丙醇作浮选剂，硫酸铵作盐析剂，KI和罗丹明B作为捕集剂，分离富集环境中痕量的Cd(II)，并用火焰原子吸收进行测定。本发明能有效的分离/富集痕量的Cd(II)，与双水相萃取相比，该方法具有富集倍数高、能同时处理大量低浓度的组分、有机溶剂用量少、操作简便、测定快速、灵敏度高、分离物质易于提取、不产生二次污染和能实现工业化操作等优点。文档编号G01N21/31GK101699256SQ200910233729公开日2010年4月28日申请日期2009年10月23日优先权日2009年10月23日发明者徐小慧,李春香,闫永胜申请人:江苏大学