专利名称：一种从水溶液中浓缩苯胺的方法
技术领域：
本发明涉及一种浓縮方法，特别涉及一种从水溶液中加盐强化浓縮苯胺的方法。
背景技术：
苯胺是一种重要的有机化工原料，同时也是一种"三致"物质，难以生物降解，对人 体及微生物有剧毒，已被列为水中优先控制污染物之一。这类污染物在水中含量很低，一般 很难达到仪器的最低检测限而不易被直接检出，样品必须经过前处理技术后，方可进行检 水中样品的前处理的方法本质上可分为两大类一类是对检测器响应弱(或无信 号)的样品，通过衍生技术改变其物理和化学性质，使之成为可被检测的化合物。另一类是 通过对复杂基体样品中低含量组分进行分离、纯化和富集以获得同样效果，主要包括液液 萃取、超临界流体萃取、固相萃取、膜萃取等方法。 液液萃取具有操作简单方便，应用范围广，实用性强，能量消耗少等特点，但其有 机溶剂用量大，萃取效率低。超临界流体萃取涉及高压操作，工艺过程的技术要求高，设备 投资费用大。固相萃取采用选择性吸附、选择性脱附的方式对样品进行富集、分离、纯化，是 目前应用最广泛的净化方法之一，但其操作相对繁琐、空白值高、易堵塞萃取柱。膜萃取具 有灵敏度高、操作简单，快捷、廉价等优点，但由于有机溶剂的作用，膜易溶胀，传质效率低。
《中国卫生检验杂志》2004年10月第14巻第5期，542-544报道了一篇传统的MTBE 液液萃取水中有机物的方法，萃取剂用量大，效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提出一种操作简单、实用性强的分离富集水中低浓度苯胺的方 法。 该浓縮苯胺的方法如下 常温常压下，苯胺水溶液浓度为1. 03%，首先往苯胺水溶液中加入添加剂，然后再 加入萃取剂，其中添加剂为固体无机盐或离子液体，固体无机盐为氯化钠、溴化钠、碳酸钾 或醋酸钾，离子液体为1-乙基_3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基_3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1- 丁 基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸盐，萃取剂为甲基叔丁基醚，固体无机 盐的添加量为苯胺水溶液的5% -30% (质量百分比)，离子液体为苯胺水溶液的5% -20% (质量百分比)，萃取剂的添加量为相比6 : l(相比即水相与有机相的体积比)。
上述的加盐强化液液萃取方法浓縮苯胺的分离依据是水是能形成氢键的强极性 组分，苯胺是弱极性分子，所以，分离剂与苯胺的亲合力强于分离剂与水的亲合力，从而有 效地富集浓縮水中低浓度苯胺，提高检测技术。 当盐用于分离水和苯胺时，强极性的盐与极性较强的水分子之间的作用力远大于 它与弱极性苯胺分子之间的作用力，因而在水相中水分子被束缚，更多的苯胺分子从水相 中转移到有机相，这种方法的分离富集能力要比传统的液液萃取强很多。另外，此种方法操
3作简单，周期短，可靠性好，并且在实际工业检测中无放大效应，具有很强的实用性。
由于水样中大部分低浓度有机物的结构和分离机理相似，因此加盐液液萃取的思 路不仅可应用于测定水样中优先控制物苯胺，而且还可以应用于兴奋剂、土壤、食品以及固 相载体中有毒物质或药物的痕量分析，因此本发明具有普遍的意义。
具体实施例方式
本发明采用如下方式实施以去离子水为溶剂配置初始浓度为1.03%的苯胺水 溶液，取适量此苯胺水溶液置于50ml锥形瓶中，添加剂固体无机盐按一定比例加入，待瓶 内固体无机盐与水溶液完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚(MTBE)按相比(水相与有机相 的体积比)为6 : l加入锥形瓶中，放于恒温振荡器内，在转速为200rmp的条件下，振摇 30min，静置分层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相于分析瓶中，用FID气相色谱仪 检测上层有机相中苯胺的浓度。加盐强化萃取过程在常温常压条件下进行。
本发明的效果本发明针对水中低浓度苯胺，提出一种从水溶液中浓縮有机物的 方法，选择了合适的添加剂盐，从而明显地提高了苯胺的浓度，30 %的K2C03加入后，苯胺浓 度可达到7. 78% ;同时，不同的固体无机盐和离子液体对分离效果的影响也不同，因此确定
了分离浓縮水中苯胺最佳盐为钾盐。
实施例1 常温常压下，往50ml锥形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的质量分数分别为 1. 03%和98. 97%，向此锥形瓶内加入添加剂氯化钠，氯化钠的加入量为瓶内苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚按相比(水相与有机相的体积比)为6 : l加入锥 形瓶中，振摇30min，转速200rmp，静置分层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相lml 于分析瓶中，经气相色谱分析，上层有机相中苯胺的质量分数为7. 59%。
改变氯化钠的加入量为10%，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为6.89%。 改变氯化钠的加入量为15% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.05%。
实施例2 常温常压下，往50ml锥形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的质量分数分别为 1. 03%和98. 97%，向此锥形瓶内加入添加剂溴化钠，溴化钠的加入量为瓶内苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚按相比(水相与有机相的体积比)为6 : l加入锥 形瓶中，振摇30min，转速200rmp，静置分层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相lml 于分析瓶中，经气相色谱分析，上层有机相中苯胺的质量分数为6. 85%。
改变溴化钠的加入量为10% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为6.68%。 改变溴化钠的加入量为15%，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为6.82%。
实施例3 常温常压下，往50ml锥形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的质量分数分别为 1. 03%和98. 97%，向此锥形瓶内加入添加剂醋酸钾，醋酸钾的加入量为瓶内苯胺水溶液的5%，待完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚按相比(水相与有机相的体积比)为6 : l加入锥 形瓶中，振摇30min，转速200rmp，静置分层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相lml 于分析瓶中，经气相色谱分析，上层有机相中苯胺的质量分数为7. 23%。
改变醋酸钾的加入量为10% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.74%。 改变醋酸钾的加入量为15% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.56%。
实施例4 常温常压下，往50ml锥形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的质量分数分别为 1. 03%和98. 97%，向此锥形瓶内加入添加剂碳酸钾，碳酸钾的加入量为瓶内苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚按相比(水相与有机相的体积比)为6 : l加入锥 形瓶中，振摇30min，转速200rmp，静置分层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相lml 于分析瓶中，经气相色谱分析，上层有机相中苯胺的质量分数为7. 45%。
改变碳酸钾的加入量为10% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.64%。 改变碳酸钾的加入量为15% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7. 18%。 改变碳酸钾的加入量为25% ，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.75%。 改变碳酸钾的加入量为30%，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的 质量分数为7.78%。
实施例5 常温常压下，往50ml锥形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的质量分数分别为 1. 03%和98. 97%，向此锥形瓶内加入添加剂1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐，1-乙基-3-甲 基咪唑醋酸盐的加入量为瓶内苯胺水溶液的10%，待完全互溶，将萃取剂甲基叔丁基醚按 相比(水相与有机相的体积比)为6 : l加入锥形瓶中，振摇30min，转速200rmp，静置分 层。萃取达到平衡后，用移液管取上层有机相lml于分析瓶中，经气相色谱分析，上层有机 相中苯胺的质量分数为5. 52%。 改变1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的加入量为20% ，其他条件不变，上层有机相经 气相色谱分析，苯胺的质量分数为4. 81%。 改加10%的添加剂1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸盐，其他条件不变，上层有机相经气 相色谱分析，苯胺的质量分数为5. 46%。 改加20%的添加剂1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸盐，其他条件不变，上层有机相经气 相色谱分析，苯胺的质量分数为4. 94%。 改加10%的添加剂1-辛基-3-甲基-咪唑醋酸盐，其他条件不变，上层有机相经 气相色谱分析，苯胺的质量分数为5. 10%。 改加20%的添加剂1-辛基-3-甲基-咪唑醋酸盐，其他条件不变，上层有机相经 气相色谱分析，苯胺的质量分数为3. 70%。 改加10%的添加剂1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，其他条件不变，上层有机相经气相色谱分析，苯胺的质量分数为5. 47%。 改加20%的添加剂1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，其他条件不变，上层有机相 经气相色谱分析，苯胺的质量分数为4. 69%。
权利要求
一种从水溶液中浓缩苯胺的方法，其特征在于常温常压下，苯胺水溶液浓度为1.03％，首先往苯胺水溶液中加入添加剂，然后再加入萃取剂，其中添加剂为固体无机盐或离子液体，萃取剂为甲基叔丁基醚，固体无机盐为氯化钠、溴化钠、碳酸钾或醋酸钾，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸盐，固体无机盐的添加量为苯胺水溶液的5％-30％(质量百分比)，离子液体添加量为苯胺水溶液的5％-20％(质量百分比)，萃取剂的添加量为相比6∶1。
全文摘要
一种从水溶液中浓缩苯胺的方法，该方法属于化学浓缩领域，该方法步骤如下常温常压下，1.03％的苯胺水溶液，添加剂为固体无机盐或离子液体，固体无机盐为氯化钠、溴化钠、碳酸钾或醋酸钾，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸盐，萃取剂为甲基叔丁基醚，固体无机盐的添加量为苯胺水溶液的5％-30％(质量百分比)，离子液体添加量为苯胺水溶液的5％-20％(质量百分比)，萃取剂的添加量为相比6∶1，该方法能有效地富集浓缩水中低浓度苯胺，提高检测技术。
文档编号C07C209/86GK101709035SQ20091023764
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者吴晓华, 李群生, 雷志刚 申请人:北京化工大学