磁固相萃取与原子光谱联用技术在痕量重金属分析中的应用

摘要

原子吸收/发射光谱法是分析痕量和超痕量重金属元素的常规手段。目前，许多关于原子吸收/发射光谱法的研究工作主要集中在联用技术上，如毛细管电泳、气相色谱、高效液相色谱、氢化物发生、在线预富集等分离富集技术与原子吸收光谱联用，从而扩展了原子吸收/发射光谱法的应用范围，并且提高了分析灵敏度。将磁固相萃取法和氢化物发生法引入到原子吸收/发射光谱法中，分析物在进行测定前得到富集，从而使分析手段的选择性和检出限得到进一步改善。
　　Cd和Pb在人体内具有累积性，一旦超过人体所能承受的最大限度时就会导致各种器官病变。随着人们的食品安全意识不断提高，食品中有毒物污染也越来越受到关注，重金属含量已成为食品安全的一项重要指标。准确检测饮用水及食品中有毒重金属含量具有重要意义。
　　本论文将磁固相萃取-微波等离子体炬-原子发射光谱法(MSPE-MPT-AES)应用于饮用水、香烟及其烟雾中痕量镉的测定，将磁固相萃取-管式流动磁分离-氢化物发生-电热原子吸收光谱法（MSPE-HG-ETAAS）用于豆制品中痕量铅的分析中，论文的主要内容和研究结果如下:
　　1.建立了磁固相萃取-微波等离子体炬-原子发射光谱法(MSPE-MPT-AES)测定饮用纯净水、天然饮用水、天然矿泉水和自来水中痕量镉。采用化学共沉淀法制备磁纳米粒子Fe3O4(MNPs)，以正硅酸四乙酯(TEOS)作为硅烷化试剂在Fe3O4表面包裹上SiO2层(SMNPs)，利用SMNPs表面的硅羟基(Si-O-H)与乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)发生酯化反应键合上EDTA，从而制备出EDTA功能化的磁纳米粒子(EDTA-SMNPs)。以EDTA-SMNPs作为磁固相萃取吸附剂用于分离和预富集Cd2+。EDTA-SMNPs对Cd2+的吸附容量为49.54 mg/g，可重复利用6次。该方法的线性范围为0.2～100μg/L(r2=0.9998)，检出限(LOD)为41 ng/L(n=11，3σ)，富集因子为200，对10μg/L Cd2+的标准液连续测定11次，其相对标准偏差(RSD)为1.1％(n=11)。样品加标回收率范围为98.7％～103％，相对标准偏差为1.4％～2.3％。
　　2.建立了磁固相萃取-微波等离子体炬-原子发射光谱(MSPE-MPT-AES)分析香烟及其烟雾中痕量镉的新方法。该方法的分析性能如前面第一个体系即线性范围为0.2～100μg/L(r2=0.9998)，检出限(LOD)为41 ng/L(n=11，3σ)，富集因子为200，对10μg/LCd2+的标准液连续测定11次，其相对标准偏差(RSD)为1.1％(n=11)。采用硝酸-高氯酸消解体系处理分析样品，所分析的四种烤烟型香烟烟丝含镉总量在1.247～5.168μg/g之间，烟雾中镉的含量为总量的53.65％以上。加标回收率范围为94.6％～104.45％。该分析方法操作简单、损耗低、灵敏度高、易于普及，适用于痕量重金属分析。
　　3.建立了磁固相萃取-管式流动磁分离-氢化物发生-电热原子吸收光谱法（SPE-FMS-HG-ETAAS）测定豆浆晶、豆奶、腐竹、黄豆及豆浆中痕量铅。该方法对铅的线性范围为10～500 ng/L，检出限为3.62 ng/L(3σ，n=11)，相对标准偏差为4.21％(100 ng/L，n=11)。将磁固相萃取与氢化物发生相结合使分析样品在检测前得到二次富集，显著地提高了分析方法的灵敏度。该分析方法操作简单、选择性好、灵敏度高、分析速度快。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 原子吸收光谱发展趋势

1．1．1 火焰原子吸收光谱

1．1．2 石墨炉原子吸收光谱

1．1．3 直接固体进样原子吸收光谱

1．1．4 蒸汽发生原子吸收光谱

1．1．5 连续源原子吸收光谱

1．2 功能化Fe3O4纳米粒子及其应用

1．2．1 磁性Fe3O4纳米粒子的制备方法

1．2．2 磁性Fe3O4纳米粒子的表面官能团修饰

1．2．3 磁性Fe3O4纳米粒子在磁分离领域的应用

1．3 氢化物发生与原子光谱联用技术

1．3．1 氢化物发生法研究进展

1．3．2 氢化物发生和原子荧光光谱联用

1．3．3 氢化物发生与电感耦合等离子体质谱联用

1．3．4 氢化物发生于电感耦合等离子体原子发射光谱联用

1．3．5 氢化物发生和原子吸收光谱联用

1．4 有毒重金属对人体的危害

1．5 本论文的选题意义及主要研究结果

参考文献

第二章 EDTA功能化Fe3O4磁纳米粒子的制备及其在水样中痕量镉分析中的应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器及试剂

2．2．2 磁性纳米粒子EDTA-SMNPs的制备

2．2．3 样品处理

2．2．4 仪器工作条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 磁纳米粒子的表征

2．3．2 MSPE条件优化

2．3．3 分析性能

2．3．4 样品分析

2．4 结论

参考文献

第三章 磁固相萃取-微波等离子体炬-原子发射光谱法测定香烟及其烟雾中痕量镉

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 标准溶液的配制

3．2．3 样品来源

3．2．4 样品处理

3．2．5 仪器工作条件

3．3 结果与讨论

3．3．1 MSPE-MPT-AES法的分析性能

3．3．2 香烟烟丝中镉含量分析

3．3．3 香烟烟雾中镉含量分析

3．4 结论

参考文献

第四章 磁固相萃取-管式流动磁分离-氢化物发生-电热原子吸收光谱联用技术测定豆制品中铅含量

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂

4．2．2 标准溶液及氢化物发生溶液的配制

4．2．3 仪器和工作条件

4．2．4 自制实验装置

4．2．5 磁固相萃取-管式流动磁分离流程

4．2．6 样品的引入

4．2．7 样品处理

4．3 结果与讨论

4．3．1 固相萃取流动磁分离条件优化

4．3．2 原子化温度的优化

4．3．3 铅氢化物发生条件优化

4．3．4 共存离子干扰

4．3．5 分析性能

4．3．6 样品分析

4．4 结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

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