基于镁铝层状双氢氧化物和SPE-ICP-MS的水样中痕量锑（V）的测定方法与流程

本发明属于化学分析，具体涉及一种基于镁铝层状双氢氧化物和spe-icp-ms的水样中痕量锑(ⅴ)的测定方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、锑(sb)是一种具有潜在毒性的类金属元素，在环境中含量极低，通常为微量或超微量。人类活动导致大量的锑进入环境，造成环境锑污染。环境中高浓度的锑会通过呼吸、饮水、食用含锑食物等途径进入人体，并与含硫醇酶不可逆结合，对人体产生累积毒性作用，产生不良反应。锑的毒性和生物利用度与其在环境中的存在状态和化学形态密切相关。无机态的锑比有机态的锑毒性更大，三价锑的毒性比五价锑更大，因为它对红细胞的亲和力很高。因此，对环境中锑的定量分析，特别是对不同形态锑的定量分析是非常重要的。

3、如今，各种检测技术已被用于检测复杂基质中的总锑和不同形式的锑，包括分光光度法、原子吸收光谱法(aas)、原子荧光光谱法(afs)、电化学分析、电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)和电感耦合等离子体质谱法(icp-ms)。考虑到电化学技术和光谱技术存在检出限差、干扰效应和分析元素限制等问题，icp-ms被广泛应用。另一方面，由于样品基质复杂，锑的浓度很低，不适合icp-ms直接检测。因此，在测定前需要进行分离和预富集，以消除复合基质的干扰，提高样品中锑的浓度。到目前为止，已经开发了多种样品前处理方法，包括分散型液液微萃取(dllme)、云点萃取(cpe)、固相微萃取(spme)、固相萃取(spe)、磁性固相萃取(mspe)。

4、与其他样品前处理技术相比，spe可以有效地保留分析物的初始形态。同时，固相萃取简便、灵活、回收率高。此外，还可以根据目标物质的性质选择不同的吸附剂，选择性地提取不同介质中的目标污染物。目前，常用的sb萃取吸附剂有纳米孔碳、纳米碳纤维、印迹聚合物等。

5、层状双氢氧化物(ldh)又称水滑石，是一种阴离子型粘土矿物，具有规则的八面体结构，由带正电的金属阳离子氢氧化物层(包括二价和三价金属阳离子)、层间阴离子和水分子组成。ldh通常具有丰富的oh结合位点、较大的片层空间和层间阴离子交换性，因此可以通过片层表面的物理化学吸附和层间阴离子交换来实现对无机阴离子的去除和富集。研究证明，mg-al ldh、ni-al ldh和mn-co ldh对sb(v)有较好的去除效果，且在低浓度时吸附效果更为明显。ldh的这些性质及其制备简单、产物形成率高、表面积大、无毒等优点使其成为吸附sb(v)的理想吸附剂。然而，使用ldh作为吸附剂用于固相萃取痕量锑至今尚未见报道。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于镁铝层状双氢氧化物和spe-icp-ms的水样中痕量锑(ⅴ)的测定方法，该方法适用于饮用水和瓶装水中痕量锑的测定，回收率为82.7％～92.1％。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、本发明的第一个方面，提供一种基于镁铝层状双氢氧化物和spe-icp-ms的水样中痕量锑(ⅴ)的测定方法，采用spe-icp-ms，将mg-al ldh作为吸附剂填充在固相萃取柱中，加入待测水样后，取出含有锑的吸附剂并完全溶解在洗脱液中，过滤后进行icp-ms分析，得到待测水样中痕量锑的含量；

4、待测水样的上样速度不超过3ml·min-1；

5、所述吸附剂的质量与待测水样的体积之比最小为1：5，mg：ml；

6、洗脱液为硝酸溶液。

7、本发明在电感耦合等离子体质谱(icp-ms)之前，采用镁铝层状双氢氧化物(mg-alldh)材料作为固相萃取(spe)法的有效吸附剂提取锑(v)，实现了实际水样中痕量锑的测定。在最优条件下，该方法在0.1-100μg·l-1的范围内具有很好的线性(r2≥0.999)，检出限为0.017μg·l-1。同时，该方法具有良好的重复性和再现性，日内和日间相对标准偏差(rsd)分别为1.84％和1.48％。该方法适用于饮用水和瓶装水中痕量锑的测定，回收率为82.7％～92.1％。

8、本发明的mg-al ldh材料结构稳定，其是通过层间阴离子交换吸附水溶液中的sb(v)，另一方面，sb(v)与片层上的表面活性基团(mg-oh)发生化学反应形成类brandholtzites结构。

9、在本发明的一些实施例中，采用共沉淀法合成mg-al ldh，包括如下步骤：

10、将氯化镁和氯化铝溶解在超纯水中，55～65℃下滴加氨水至溶液ph值为9.5～10.5，反应过程中不断搅拌；氨水滴加完毕后，保持温度不变，继续搅拌10～20min；75～85℃、无搅拌条件下，老化20～30h，即得。

11、优选的，所述氨水的浓度为5～10wt％，进一步优选为6wt％。

12、在本发明的一些实施例中，超纯水中氯化镁的浓度为0.30～0.35mol·l-1，氯化铝的浓度为0.15～0.20mol·l-1。

13、在本发明的一些实施例中，所述老化结束后，将得到的mg-al ldh材料用乙醇洗涤，离心，55～65℃下干燥20～30h。

14、本发明对于固相萃取柱的柱规格没有要求，能够填充所述mg-al ldh萃取剂，实现固相萃取即可。进一步的，为了节约时间，可选择柱规格为3ml固相萃取柱，也可选择4ml或5ml的固相萃取柱。

15、在本发明的一些实施例中，进行固相萃取前，采用超纯水活化固相萃取柱。

16、在本发明的一些实施例中，所述待测水样无需前处理，直接加入固相萃取柱即可。

17、在本发明的一些实施例中，待测水样从固相萃取柱中流出后，采用超纯水冲洗固相萃取柱，确保柱壁上无溶液残留。

18、在本发明的一些实施例中，加热含有吸附剂的洗脱液至吸附剂完全溶解并赶酸至0.8～1.2ml；然后用超纯水将溶液稀释至5ml，摇匀后过滤。

19、在本发明的一些实施例中，所述待测水样的ph为2.7＜ph＜10，优选为4.0～8.0，进一步优选为6.0。

20、在本发明的一些实施例中，所述待测水样的用量为不超过100ml，优选为100ml。

21、在本发明的一些实施例中，所述吸附剂的用量为≥20mg，优选为20mg。

22、在本发明的一些实施例中，待测水样的上样速度为1～2ml·min-1，优选为2ml·min-1。

23、在本发明的一些实施例中，所述硝酸溶液的浓度为＞1mol/l，用量为4～5ml，优选为5ml 2mol/l的硝酸溶液。

24、在本发明的一些实施例中，icp-ms的操作参数如下：等离子体射频功率1550w，雾化器气体流速1.1l·min-1，辅助气体流速0.8l·min-1，冷却气体流速14.0l·min-1，采样深度5.0mm，测量方式，std，扫描次数100次，停留时间10ms。

25、本发明的有益效果为：

26、本发明提供了一种基于镁铝层状双氢氧化物和spe-icp-ms的水样中痕量锑(ⅴ)的测定方法，采用spe-icp-ms，将mg-al ldh作为吸附剂填充在固相萃取柱中，加入待测水样后，取出含有锑的吸附剂并完全溶解在洗脱液中，过滤后进行icp-ms分析，得到待测水样中痕量锑的含量；所述待测水样的ph为：2.7＜ph＜10；待测水样的用量为不超过100ml；所述吸附剂的用量为≥20mg；待测水样的上样速度不超过3ml·min-1；洗脱液为4～5ml的浓度＞1mol/l的硝酸溶液。本发明在电感耦合等离子体质谱(icp-ms)之前，采用镁铝层状双氢氧化物(mg-al ldh)材料作为固相萃取(spe)法的有效吸附剂提取锑(v)。采用简单共沉淀法合成了mg-al ldh，并用扫描电镜(sem)、傅里叶变换红外光谱(ftir)、x射线衍射(xrd)和x射线光电子能谱(xps)对其进行了表征。本发明还考察了洗脱液种类、体积、溶液ph、上样流速、样品体积、吸附剂质量、盐浓度等因素对sb(v)提取效率的影响。在最优条件下，该方法在0.1-100μg·l-1的范围内具有很好的线性(r2≥0.999)，sb(v)的检出限为0.017μg·l-1。同时，该方法具有良好的重复性和再现性，日内和日间相对标准偏差(rsd)分别为1.84％和1.48％。该方法适用于饮用水和瓶装水中痕量锑的测定，回收率可达82.7％～92.1％。