专利名称：一种快速检测废水中痕量铜的方法
技术领域：
本发明属于分析化学领域，具体是涉及一种快速检测废水中痕量铜的方法。
背景技术：
重金属元素会对生态环境和人体健康产生影响。重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商品制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、镉、钴等进入大气、水及土壤中，引起严重的环境污染和人体危害，因此准确检测环境样品中的重金属元素变得日趋重要。铜是一种重要的重金属元素，其对藻类、真菌、细菌和病毒等生态有机体是有毒的，铜也被怀疑会对婴幼儿的肝脏造成损害。各类废水，生活用品，甚至食品都可能是铜的来源。
痕量元素的浓度通常非常低且基体干扰不能完全消除，铜的测定也存在基体干扰、浓度低(有时在yg /L级别)的问题，因而测定前分离富集的样品前处理技术显得非常重要。传统的对金属离子的样品前处理技术主要采用液液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)、双水相萃取(ATPS)、浊点萃取(CPE)及分散液液微萃取(DLLME)。本申请人之前利用分散液液微萃取(DLLME)对废水中的铜离子检测进行过较深入的研究，已经取得了不错的效果，并申请了发明专利，申请号(201110355491. 8)。但经过进一步研究发现，通过离子液体/盐双水相(ILATPS)萃取金属离子铜，较分散液液微萃取(DLLME)和传统的双水相萃取都具有更明显的优势。离子液体本身具有液态温度范围宽，溶解能力强，几乎无可测蒸汽压，稳定性高，粘度大，导电性良好等优。当其应用于双水相萃取时，就能充分发挥其特性。离子液体/盐双水相(ILATPS)与传统的双水相萃取相比，具有不使用有机溶剂(有机溶剂会因挥发引起环境污染)，操作温和(操作在常温常压下进行)，乳化易于控制；与分散液液微萃取(DLLME)相比，操作更加简便，萃取时间更短，富集倍数高及离子液体可回收利用，循环使用等优点，因此是一种更加简单，更加可靠、对环境更加友好的样品前处理技术。离子液体/盐双水相(ILATPS)与各种色谱技术、光谱技术联用能达到很低的检测限，但仪器和耗材昂贵，操作复杂需要专业技术人员，对于普遍应用还具有一定的困难。因此，建立一种灵敏、快速、简便的检测废水样中痕量铜方法，对生态环境、人体健康有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种快速检测废水中痕量铜的方法，在保证检测准确度和灵敏度的同时，降低检测成本，缩短检测时间。本发明的目的通过以下技术方案予以实现。除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。一种快速检测废水中痕量铜的方法，包括以下步骤(I)将5mL含铜废水样品和5mL铜标准溶液分别置于容器中，在标准溶液和废水样品中分别加入ImL的DDTC-Na，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整pH为5，使两种液体中的铜分别形成DDTC-Cu络合物；(2)分别在标准溶液和废水样品中加入O. I O. 3 mL萃取剂和O. 2 O. 5 g盐，乳化，离心后备检；所述的萃取剂为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中一种；所述的盐为Na2C03、NaCl、Na2S04、(NH4)2SO4 中一种；(3)比较离心后两种溶液的颜色，如果废水样品的颜色高于标准溶液，则说明废水中铜含量小于标准溶液中的铜含量，反之则说明废水中铜含量大于标准溶液中的铜含量。步骤(I)中所述的含铜废水包括含铜矿物废水、工业废水或生活废水，Cu2+标准溶液浓度为I 30 μ g/L，DDTC-Na浓度为10 30 μ g/mL。步骤(2)中离心时间为3 10 min,离心转速2000 5000 r/min。相对于现有技术，本发明具有以下显著优点 I、本发明利用铜与络合剂形成有色的疏水性化合物，经离子液体/盐双水相(ILATPS)萃取，将铜络合物富集在体积很小的离子液体中，富集倍数达90倍，不需要使用有机溶剂，绿色环保，检测限可达I μ g/L ;2、由于所选络合剂二乙基二硫代氨基甲酸钠本身无色，空白对测定的干扰几乎没有；同时与铜常见共存离子Ni2+、Co2+、Zn2+、Mn2+等相同量时几乎无干扰，方法具有很强的选择性；3、检测速度快，检测范围宽，灵敏度高，准确率高，选择性好；4、无需购置昂贵的检测仪器，只需配备离心机即可完成检测；5、操作方法简单，对操作人员无特殊技术要求。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地说明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例I①取5mL矿物废水和浓度分别为1、5、10、15、25、30 μ g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具塞尖底离心管中，每个离心管中加入浓度为30 μ g/mL的DDTC-Na溶液各lmL，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整PH为5 ;②将O. ImLl- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐迅速注入步骤①的离心管中；③将O. 3gNa2C03，迅速加入步骤②的离心管中，形成均匀的乳浊体系将步骤③的离心管在2500 r/min条件下离心lOmin，破乳，萃取剂在离心管底部形成一滴，DDTC-Cu络合物被萃取到这一滴萃取剂中；⑤相同条件下，将矿物废水在离心管低部形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较，废水形成的一滴的颜色比30 μ g/L标准铜溶液形成的颜色深，表明矿物废水Cu2+含量高于30 μ g/L。实施例2①取5mL工业废水和浓度分别为1、5、10、15、20 μ g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具塞尖底离心管中，每个离心管中加入浓度为20 μ g/mL的DDTC-Na溶液各lmL，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整PH为5 ;②将O. 2mL I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐迅速注入步骤①的离心管中；③将O. 4gNaCl，迅速加入步骤②的离心管中，形成均匀的乳浊体系；④将步骤③的离心管在3000 r/min条件下离心7 min，破乳，萃取剂在离心管底部形成一滴，DDTC-Cu络合物被萃取到这一滴萃取剂中；⑤相同条件下，将工业废水在离心管低部形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较，废水形成的一滴的颜色介于15-20 μ g/L标准铜溶液形成的颜色间，工业废水Cu2+含量介于15-20 μ g/L间。实施例3①取5mL生活废水和浓度分别为1、5、10、15 μ g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具塞尖底离心管中，每个离心管中加入浓度为lSyg/mL的DDTC-Na溶液各lmL，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整PH为5 ;②将O. ImLl-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐迅速注入步骤①的离心管中；③将O. 5g (NH4) #04盐，迅速加入步骤②的离心管中，形成均匀的乳浊体系将步骤③的离心管在4000 r/min条件下离心5min，破乳，萃取剂在离心管底部形成一滴，DDTC-Cu络合物被萃取到这一滴萃取剂中；⑤相同条件下，将生活废水在离心管低部形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较，废水形成的一滴的颜色介于10-15 μ g/L标准铜溶液形成的颜色间，工业废水Cu2+含量介于10-15 μ g/L间。实施例4
①取5mL生活废水和浓度分别为I、5 μ g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具塞尖底离心管中，每个离心管中加入浓度为10 μ g/mL的DDTC-Na溶液各lmL，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整PH为5 ;②将O. 2mL I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐迅速注入步骤①的离心管中；③将O. 2gNa2S04，迅速加入步骤②的离心管中，形成均匀的乳浊体系；④将步骤③的离心管在5000 r/min条件下离心3 min，破乳，萃取剂在离心管底部形成一滴，DDTC-Cu络合物被萃取到这一滴萃取剂中；⑤相同条件下，将生活废水在离心管低部形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较，废水形成的一滴的颜色小于5 μ g/L标准铜溶液形成的颜色，生活废水Cu2+含量小于5 μ g/L。以上实施例与原子吸收光谱法比较结果见表一。表一
权利要求
1.一种快速检测废水中痕量铜的方法，包括以下步骤 (1)将5mL含铜废水样品和5mL铜标准溶液分别置于容器中，在标准溶液和废水样品中分别加入ImL的DDTC-Na，并用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调整pH为5，使两种液体中的铜分别形成DDTC-Cu络合物； (2)分别在标准溶液和废水样品中加入O.I O. 3 mL萃取剂和O. 2 O. 5 g盐，乳化，离心后备检；所述的萃取剂为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中一种；所述的盐为=Na2CO3、NaCl、Na2SO4,(NH4)2S04中一种； (3)比较离心后两种溶液的颜色，如果废水样品的颜色高于标准溶液，则说明废水中铜含量小于标准溶液中的铜含量，反之则说明废水中铜含量大于标准溶液中的铜含量。
2.根据权利要求I所述的快速检测废水中痕量铜的方法，其特征在于所述的含铜废水包括含铜矿物废水、工业废水或生活废水，Cu2+标准溶液浓度为I 30 μ g/L，DDTC-Na浓度为 10 30 μ g/mL。
3.根据权利要求I所述的快速检测废水中痕量铜的方法，其特征在于步骤(3)中离心时间为3 10 min，离心转速2000 5000 r/min。
全文摘要
本发明公开了一种快速检测废水中痕量铜的方法。先将铜与二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC-Na)反应，再用离子液体/盐双水相(ILATPS)对样品中Cu- DDTC络合物进行分离富集，形成黄色络合物富集于离子管低部，对比标准铜含量，进行样品中痕量铜检测，检出限为1μg/L。本发明的方法操作简单，检测灵敏度高，不需要使用有机溶剂，绿色环保，检测时间短等优点，是一种简便、快速、准确的分析方法，具有广泛的应用前景。
文档编号G01N21/78GK102944553SQ20121043976
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者郑伟, 廖金华, 杨亚玲 申请人:昆明孚锐特经贸有限公司