甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:12013747阅读:490来源:国知局
本发明属于固相萃取剂技术领域,具体涉及一种甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术:
环境中铅污染主要来自于涂料的生产、冶金、机械制造等所产生的废水。铅是一种累积性毒物,进入环境后不可降解,由于铅的不可降解和累积性,使得环境中痕量铅会通过食物链富集、水的摄入以及呼吸进入人体,对人体的造血系统、神经系统、心血管系统、泌尿生殖系统、骨骼造成严重损害,尤其对儿童生长发育的损害无法消除。因此,对于环境样品中痕量铅离子的检测和去除具有重要意义。环境样品中的重金属离子含量一般很低,加上环境样品本身组成复杂,基体干扰严重,直接对其进行测定和去除时,普通的分析方法和去除技术往往难以实现,即使选用高灵敏度的检测手段如原子吸收、电感耦合等离子体质谱、离子交换树脂等也难以达到理想的检测和去除效果。因此,对痕量重金属离子的测定,样品的前处理就显得尤为关键。通过分离富集等前处理技术可以排除干扰组分,富集待测组分,从而提高分析检测的灵敏度和准确度。常用的传统分离富集方法有沉淀-共沉淀法、液-液萃取法、浊点萃取法等,这些方法在使用时具有操作复杂,耗时长、有机溶剂消耗大、难以循环使用等缺点。固相萃取技术是近年来发展迅速的一种样品前处理技术,与传统方法相比,它具有平衡速度快,成本低,回收率高,选择性好,操作方便,分离和富集可以一步完成等优点,是目前样品处理技术中一种简捷、高效、灵活的手段,因此常作为一种样品前处理技术用于环境样品中重金属离子的分离分析。同时,该技术也可以去除水体中痕量的重金属离子,适用于水质净化。固相萃取技术的核心在于填充柱固相萃取剂的选择,固相萃取剂的选择决定了对目标重金属离子选择性吸附的好坏以及检测的灵敏度高低。因此不断研发对于重金属离子具有高灵敏度、高选择性且稳定性高的新型固相萃取剂依然是环境样品前处理领域的重要研究方向,具有极大的研究意义和应用前景。目前文献中已报道的用于重金属离子分离富集的固相萃取剂包括活性炭、螯合树脂、硅胶、分子印迹聚合物以及新型纳米材料等。其中用氨基酸接枝载体合成吸附剂用于重金属离子吸附的相关文献并不多,所检索到的与本发明相关的现有技术如下:公开号为CN103041784A的专利公开了一种甘氨酸接枝交联壳聚糖微球重金属离子吸附剂,是以壳聚糖为初始原料,先以戊二醛为交联剂通过反相悬浮交联聚合得戊二醛交联壳聚糖微球,后加入甘氨酸溶液在氮气保护下搅拌,最后向溶液中匀速滴加碳化二亚胺类脱水剂反应得最终产物。该技术方案中吸附剂的合成需经多步反应,合成周期长,制备过程操作复杂,不易实现,合成中需用到大量有机溶剂,毒性较大,且该技术方案中没有考察所合成的吸附剂对于重金属离子的选择性吸附性能。公开号为CN1476908A的专利公开了一种球形氨基酸树脂吸附剂的制备方法,该技术方案以天然高分子包括球形纤维素、琼脂、琼脂糖、葡聚糖、壳聚糖、阿拉伯胶、明胶或淀粉为载体,经环氧氯丙烷活化后固定有效量的氨基酸配基得到,其中所述的氨基酸配基包括精氨酸、赖氨酸、谷氨酸、丝氨酸、络氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、半胱氨酸或组氨酸。该技术方案中所选的球形载体需经过四步预处理活化过程,操作繁琐,且需用到二硫化碳、甲苯、三氯甲烷、甲醛等大量有机溶剂,环境负荷大,环氧氯丙烷活化后的球形载体和氨基酸在碱性条件下反应后还需加入1M乙醇胺溶液反应1-3h以封闭残留的环氧基,增大了工作量。黄文强、斯志怀等由3-聚苯乙烯磺酰基环氧丙烷与甘氨酸的溶液在二氧六环溶液中用nBu4NI为相转移催化剂合成了N-(3-聚苯乙烯磺酰基-2-羟基丙基)甘氨酸吸附剂,并考察了所合成吸附剂对Cu2+的络合性能(离子交换与吸附,1997,13(3),307-312),该技术中选用的二氧六环溶液毒性较大,所选择的3-聚苯乙烯磺酰基环氧丙烷决定了所合成的吸附剂含有羟基和羧基结构,合成材料对于Cu2+显示出良好的选择性吸附性能。吕哲、沈梓粤等合成了固定氨基酸阳离子交换树脂,并考察了所合成树脂对于Ca2+和Mg2+的吸附性能(化学与生物工程,2012,29(12),43-47),该技术中选择的载体为SephadexG-25凝胶,属于惰性载体,需先通过环氧氯丙烷活化后再与甘氨酸反应24h,文献中提出的吸附机理为通过羧基配基上的H+与金属离子交换而吸附金属离子。根据软硬酸碱理论,由于RCOO-为硬碱,所以对于属于硬酸的Ca2+和Mg2+表现出良好的吸附性能,该吸附剂经过5次重复利用后对金属离子的吸附率小于90%,循环使用率较低,不利于在实际环境样品中应用。李江、杜开峰等合成了一种甘氨酸修饰大孔纤维素微球,并考察了其对Cr3+、Fe3+的吸附性能(工业水处理,2011,31(5),58-61),该吸附剂合成时需先合成纤维素微球,以碳酸钙颗粒为致孔剂,采用热熔胶转化法合成大孔纤维素微球,后与加入一定量NaOH的甘氨酸溶液反应17h得最终产物。合成步骤中涉及脱脂棉碱化、老化、加热固化等操作,操作复杂,不易实现,且该吸附剂所需吸附平衡时间为270min,平衡时间过长,不能再生实现循环使用,因此该吸附剂不利于实际水样中重金属离子的处理。孟冠华、欧承慧等合成了一种L-络氨酸修饰的螯合吸附树脂,并研究了其对Cu2+的吸附性能(应用化学,2009,26(12),1450-1455),该技术中材料的合成包括两部分,首先是氯球和L-络氨酸在加入吡啶的水溶液中反应5h得到L-络氨酸螯合树脂,后将得到的树脂用硝基苯溶胀,再加入ZnCl2反应8h,索氏提取器抽提8h得最终产物。由于选择的L-络氨酸含有苯环结构,与金属离子配位时位阻较大,含有大量的-OH和-COOH结构,对于Cu2+表现出良好的吸附性能,该吸附剂的合成包括两步以上反应,操作涉及索氏提取8h以上,合成周期长,操作不简便,对Cu2+的吸附平衡时间长达24h,平衡时间过长,且无再生实验,不利于处理实际环境水样。何炳林、王文同等合成了一系列α-氨基酸功能基的聚苯乙烯-二乙烯基苯不对称树脂(自然杂志,1982,5(7),557),该技术中所提到的甘氨酸不对称树脂的合成包括两步反应,首先通过氯甲基聚苯乙烯树脂与N,N-二甲基苯胺反应合成苯胺树脂,后用苯胺树脂与氨基酸反应合成。反应过程较为复杂,所合成的树脂用于拆分各种α-氨基酸外消旋混合物。以上技术均为氨基酸通过不同方式接枝不同载体吸附剂的合成及应用,通过分析可以看出,以上现有技术的不足之处在于:制备过程操作复杂、选择性不够好、吸附平衡时间较长等,由于所选载体不同、氨基酸接枝方法不同,制备得到的吸附剂也具有不同的结构,因而吸附的机理不同,从而对于不同的金属离子显示出不同的选择性吸附性能。到目前为止,还没有发现选用甘氨酸通过一步反应接枝氯甲基聚苯乙烯树脂的重金属离子吸附剂以及用于Pb2+的选择性分离富集和去除的报道。

技术实现要素:
本发明解决的技术问题是提供了一种甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,该重金属离子吸附剂对环境样品中痕量Pb2+具有良好的选择吸附性能,吸附速率快,易于再生,可多次循环使用,是一种理想的用于环境样品中痕量Pb2+选择性分离富集的固相萃取剂。本发明解决的另一个技术问题是提供了一种合成条件温和,操作简便且易于实现的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂的制备方法。本发明还解决的技术问题是该甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂作为固相萃取剂在环境样品中痕量Pb2+选择性分离富集中的应用。本发明的技术方案为:一种甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,其特征在于:以氯甲基聚苯乙烯树脂和甘氨酸为原料,通过一步合成反应将甘氨酸接枝在氯甲基聚苯乙烯树脂表面而形成。本发明所述的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂的制备方法,其特征在于具体步骤为:将氯甲基聚苯乙烯树脂用乙醇溶液溶胀12-24h活化后转移至反应容器中,然后依次加入乙醇和含有甘氨酸与三乙胺的溶液,于60-90℃震荡反应8-24h,冷却后过滤所得产物,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃真空干燥12-24h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂。本发明所述的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂的制备方法中的具体反应方程式为:。本发明所述的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂作为固相萃取剂在环境样品中痕量Pb2+选择性分离富集中的应用。本发明所述的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂作为固相萃取剂在环境样品中痕量Pb2+选择性分离富集中的应用,其特征在于主要通过以下方式实现:用硝酸溶液或氢氧化钠溶液调节含Pb2+水样的pH为3-6,然后将水样以0.1-0.5ml/min的流速通过填充有甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂的固相萃取柱,即可分离富集含Pb2+水样中痕量的Pb2+。本发明所述的含Pb2+水样中Pb2+的最低检出浓度为0.005μg/ml。本发明所述的吸附Pb2+的固相萃取柱能够通过摩尔浓度为0.05-2mol/L的醋酸溶液或盐酸洗脱再生后循环使用。本发明所述的固相萃取柱吸附Pb2+后,能够通过摩尔浓度为0.05-2mol/L的醋酸溶液或盐酸洗脱固相萃取柱上富集的Pb2+,然后用去离子水冲洗固相萃取柱至流出液为中性,从而实现固相萃取柱再生后循环使用。本发明所述的重金属离子吸附剂作为固相萃取剂制备固相萃取柱时,对样品溶液中的Pb2+可达到理想的分离富集效果,Pb2+最低检测浓度可低至0.005μg/mL,富集倍率可达333倍,吸附平衡后的固相萃取柱可通过醋酸溶液或盐酸洗脱再生后循环使用。与现有技术相比,本发明所述的重金属离子吸附剂具有合成方法简便、选择性好、灵敏度高、无毒、易于再生和可循环使用等优点。附图说明图1是本发明中空白氯甲基聚苯乙烯树脂和甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂的红外图谱。具体实施方式以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。实施例1称取1g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀12h后转入锥形瓶中,加入10mL乙醇,后加入80mL溶有4.67g甘氨酸和13mL三乙胺的水溶液,密封后,80℃条件下震荡合成反应12h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥12h,最终得到淡黄色产物即为甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。本发明所合成的甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,结构含有N,O配位原子,根据软硬酸碱理论,含有N,O配位结构的试剂硬度小于O,O配位的硬度,并且RCOO-属于典型的硬碱,而N配位原子的存在降低了试剂的硬度,提高了该吸附剂的选择性,Pb(II)属于交界酸,实验证明,所合成的重金属离子吸附剂对于Pb(II)显示出良好的选择性吸附性能,而对其它金属离子基本不吸附或吸附很少。图1为空白氯甲基聚苯乙烯树脂和甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂的红外图谱,其中CMPS为空白氯甲基聚苯乙烯树脂的红外图谱,CMPS-Gly为甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂的红外图谱。空白氯甲基聚苯乙烯树脂红外图谱上显示,670.12cm-1处为氯甲基聚苯乙烯树脂上C-Cl键伸缩振动峰,699.13cm-1处为单取代苯环上C-H面外弯曲振动峰,1264.34cm-1处为树脂上CH2Cl强化的对二取代苯环上H的面内弯曲振动。对比甘氨酸接枝后的氯甲基聚苯乙烯树脂红外图谱,670.12cm-1处显示C-Cl键的伸缩振动峰明显消失,1264.34cm-1处显示CH2Cl强化的苯环上H的弯曲振动峰明显消失,而699.13cm-1处表示单取代苯环上C-H弯曲振动峰未消失,证明合成反应中氯甲基聚苯乙烯树枝上C-Cl键断裂,从而引起特征峰明显消失,而树脂整体单取代结构并未发生变化,由此证明该反应过程为化学键合过程。对比空白树脂图谱,甘氨酸接枝后的氯甲基聚苯乙烯树脂红外图谱上在指纹区1392.46cm-1处出现了空白树脂没有的新峰,由该峰波长位置判断此峰即为-NH2与CH2Cl反应后所生成的-C-N-新键的特征吸收峰。1583.80cm-1处的峰值即为甘氨酸接枝后-COOH中的-C=O键受树脂上苯环结构共轭效应影响,向短波数移动形成的特征吸收峰,由此证明合成了甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂。(1)固相萃取剂对金属离子和其它物质的吸附选择性称取0.1g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相萃取柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高20mm),取含一定量金属离子的样品溶液,用0.1mol/L的硝酸溶液和氢氧化钠溶液调节溶液pH为4.0,以0.3mL/min的流速将上样通过制备的固相萃取微柱,测定吸附剂对各离子的吸附率。固相萃取微柱对Pb2+和其它金属离子以及一些常见共存物质的选择性吸附性能参数见表1和表2。表1甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂对不同金属离子的吸附率表2共存离子允许干扰倍率干扰离子允许倍率干扰离子允许倍率K+2500Na+2800Ca2+1400Mg2+1500Co2+100Cd2+100Ni2+100Mn2+100Zn2+85Cu2+90Hg2+20Cr3+100Fe3+100Al3+15Cl-1000CO32-500SO42-150葡萄糖1500可溶性淀粉1800从表1可以看出,在加入相同量的金属离子情况下,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,各共存金属离子和分子允许存在的干扰倍率如表2所示,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+,以上实验结果表明所制备的重金属离子吸附剂对Pb(II)具有良好的选择性吸附性能。(2)对痕量Pb2+的吸附灵敏度取5μg的Pb2+溶解于不同体积的水溶液中,用0.1mol/L的硝酸溶液调节样品溶液pH为4,以0.3mL/min的流速通过固相萃取柱,然后选用0.1mol/L的醋酸溶液1.5mL以0.4mL/min的流速洗脱,测定洗脱液中Pb2+浓度。实验结果表明,当上样体积为500mL时,Pb2+的回收率为90.4%,此时富集倍率为333倍,表明所合成的重金属离子吸附剂对痕量Pb2+具有良好的富集效果,说明所合成的固相萃取剂对样品溶液中的痕量Pb2+具有良好的吸附性能,且可用于水中痕量Pb2+的去除。最低检出浓度实验中,分别把pH为4.0,浓度为0.015μg/mL、0.010μg/mL、0.005μg/mL的Pb2+溶液以0.3mL/min的流速通过制备的固相萃取微柱,用ICP-MS测定固相萃取柱对Pb2+的吸附率。结果表明,当含Pb2+样品的浓度低至0.005μg/mL时,固相萃取柱对Pb2+的吸附率仍可达91.8%,且该浓度低于国家一级地表水环境质量标准要求Pb2+的标准限值(0.01μg/mL),表明所合成的固相萃取剂对Pb2+的吸附灵敏度高,可用于痕量Pb2+的检测与去除。选用0.1mol/L的醋酸溶液1.5mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取柱直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到重复使用的目的,再生实验考察了所合成重金属离子吸附剂的重复使用次数对Pb2+回收率的影响,实验结果如表3所示。表3CMPS-Gly树脂的重复使用和再生性能CMPS-Gly树脂重复使用次数51015202530Pb2+回收率/%10010098989796从表3中可以看出,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。(3)吸附剂对实际样品中Pb2+的去除和检测应用用(1)中的实验方法,将合成的重金属离子吸附剂用于对实际环境水样和土壤样品中Pb2+的去除和分析检测,用ICP-MS分别检测通过固相萃取柱富集前后样品中金属离子的浓度,实验结果见表4。表4实际样品分析从表4可以看出,所制备的固相萃取微柱对Pb2+的回收率可达93%以上,表明该固相萃取柱可排除实际环境样品中复杂的基体干扰,选择性的分离去除样品溶液中的痕量Pb2+,选择性好,且灵敏度高,具有实际应用意义。实施例2称取0.5g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀12h后转入100mL锥形瓶中,在锥形瓶中加入8mL乙醇,后加入40mL溶有2.34g甘氨酸和8mL三乙胺的水溶液,密封后,70℃条件下震荡合成反应16h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥12h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。称取0.1g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相分离柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高20mm)。取含一定量Pb2+的样品溶液,用0.1mol/L的HNO3溶液和0.1mol/L的NaOH溶液调节溶液pH为5,以0.4mL/min的流速通过制备的固相萃取柱,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+。用2mol/L的醋酸溶液1mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取柱直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到循环利用的目的。实验证明,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。实施例3称取1g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀12h后转入250ml锥形瓶中,在锥形瓶中加入10mL乙醇,后加入80mL溶有9.35g甘氨酸和13mL三乙胺的水溶液,密封后,60℃条件下震荡合成反应24h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥24h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。称取0.2g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相分离柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高40mm),取含一定量Pb2+的样品溶液,用0.1mol/L的HNO3溶液和0.1mol/L的NaOH溶液调节溶液pH为6,以0.5mL/min的流速通过制备的固相萃取柱,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+。用0.1mol/L的盐酸1mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取柱直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到循环利用的目的。实验证明,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。实施例4称取1g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀12h后转入250ml锥形瓶中,在锥形瓶中加入12mL乙醇,后加入80mL溶有4.67g甘氨酸和13mL三乙胺的水溶液,密封后,90℃条件下震荡合成反应8h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥12h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。称取0.1g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相分离柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高20mm),取含一定量Pb2+的样品溶液,用0.1mol/L的HNO3溶液和0.1mol/L的NaOH溶液调节溶液pH为5,以0.2mL/min的流速通过制备的固相萃取柱,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+。选用0.05mol/L的盐酸1mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取住直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到重复利用的目的。实验证明,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。实施例5称取1g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀12h后转入250ml锥形瓶中,在锥形瓶中加入15mL乙醇,后加入80mL溶有6.23g甘氨酸和13mL三乙胺的水溶液,密封后,80℃条件下震荡合成反应24h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥12h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。称取0.15g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相分离柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高30mm),取含一定量Pb2+的样品溶液,用0.1mol/LHNO3溶液和0.1mol/LNaOH溶液调节溶液pH为3,以0.1mL/min的流速通过制备的固相萃取柱,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+。选用0.1mol/L的醋酸溶液1.5mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取住直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到重复利用的目的。实验证明,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。实施例6称取0.5g氯甲基聚苯乙烯树脂,用乙醇溶液溶胀24h后转入100mL锥形瓶中,在锥形瓶中加入10mL乙醇,后加入40mL溶有3.89g甘氨酸和8mL三乙胺的水溶液,密封后,60℃条件下震荡合成反应10h,合成结束后冷却至室温,过滤,依次用乙醇、去离子水洗涤至滤液呈中性,60℃条件下真空干燥12h,最终得到淡黄色产物甘氨酸接枝氯甲基聚苯乙烯树脂重金属离子吸附剂,将产物密封于瓶中,贮存在干燥器中备用。称取0.1g所制得的重金属离子吸附剂填充到固相分离柱内,制成固相萃取微柱(柱内径3mm,柱高20mm),取含一定量Pb2+的样品溶液,用0.1mol/LHNO3溶液和0.1mol/LNaOH溶液调节溶液pH为4.5,以0.4mL/min的流速通过制备的固相萃取柱,样品溶液中的Pb2+可在固相萃取柱上达到100%富集,而除Al3+之外的其它金属离子的吸附率远远小于Pb2+,常见离子如K+、Na+、CO32-、Cl-等以及其它金属离子和中性大分子的存在不干扰固相萃取柱选择性吸附Pb2+。选用1mol/L的醋酸溶液1mL以0.4mL/min的洗脱流速可洗脱固相萃取柱保留的Pb2+,用去离子水冲洗固相萃取住直至流出液呈中性,此法可用于固相萃取柱的再生,达到重复利用的目的。实验证明,制备的固相萃取柱可循环使用30次以上性能基本保持不变,说明所制备的固相萃取柱可循环使用,重复利用率高。以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
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