固相分光光度法测定痕量金属元素的研究与应用

摘要

随着科技进步和各类标准的不断完善，当前测定样品中金属元素含量时常需要达到ppb级，这一级别的金属含量分析就必须要用到大型仪器了，而大型仪器通常价格高昂。固相分光光度法因其简便、快速、灵敏度高、测量成本低等优点，为痕量组分的分析提供了另一种选择，本文介绍的固相分光光度法将富集、显色、测定过程集中进行，适用于缺少相关仪器且需要测量痕量金属含量情况，可应用于现场快速检测，方法准确性高。
　　本文作者主要研究了在痕量金属含量分析过程中，运用固相分光光度法中的树脂相分光光度法测定的可行性和所需条件。试验了pH值、缓冲溶液、显色剂用量、显色时间等对分析过程的影响，确定了各体系的最佳实验条件。本方法特点是先将待测离子与显色剂反应生成有色络合物，再利用阴、阳离子树脂吸附有色络合物，利用自制装置将吸附了络合物的树脂装入2mm的微量比色皿中，参比为树脂试剂空白，然后记录有色络合物在最大吸收波长处的吸光度值。本方法集分离、富集、显色、检测于一体，灵敏度高、检出限低，回收率满足痕量金属元素分析要求。
　　本文研究了以下四种体系:
　　一、Cu(Ⅱ)-二乙基二硫代氨基甲酸钠（铜试剂）体系测定铝合金样品中微量Cu(Ⅱ)，表观摩尔吸光系数ε=1.28×105 L·mol-1·cm-1，检出限为0.037μg/mL(3σ)。Cu2+浓度为0.5μg/mL时，测定的精密度为1.3％(n=11)。运用此法在测定铝合金样品中的铜含量时，加标回收率在94％-104％之间;
　　二、Pb(Ⅱ)-二甲酚橙体系测定钢铁样品和土壤样品中微量Pb(Ⅱ)，表观摩尔吸光系数ε=2.2×106L·mol-1·cm-1，检出限为0.0065μg/mL(3σ)。Pb2+浓度为0.18μg/mL时，测定的精密度为2.2％(n=11)。将此法用于钢铁和土壤样品中的铅含量测定，加标回收率在96％-106％之间，结果满意;
　　三、Cr(Ⅵ)-二苯碳酰二肼-OP体系测定土壤样品中微量Cr(Ⅵ)，表观摩尔吸光系数ε=1.5×106 L·mol-1·cm-1，较液相方法提高60倍(ε=2.5×104 L·mol-1·cm-1)，检出限为0.0047μg/mL(3σ)。Cr(Ⅵ)浓度为0.1μg/mL时，测定的精密度为1.9％(n=11)。将此法用于土壤样品中的铬(Ⅵ)含量测定，加标回收率在99％-102％之间;
　　四、Fe(Ⅱ)-邻菲哕啉-OP体系测定土壤和工业废水中Fe(Ⅱ)，表观摩尔吸光系数1.9×106L·mol-1·cm-1，较液相方法提高近90倍(ε=2.1×104L·mol-1·cm-1)，检出限为0.0044μg/mL(3σ)。Fe2+浓度为0.1μg/mL时，测定的精密度为2.6％(n=11)。将此法用于样品中的总铁含量测定，加标回收率在93％-103％之间。
　　同时试验了共存离子对四种体系的影响，常见离子对体系测定无明显干扰，部分离子干扰测量可加入掩蔽剂消除干扰。此方法快速、简便，成本低、易于现场检测，为金属离子的快速检测、现场检测提供了一种有效、准确的方法。

目录

声明

摘要

第一部分 绪论

1．1 固相分光光度法的测量原理

1．1．1 树脂相分光光度法的测量原理

1．1．2 萘相分光光度法的测量原理

1．1．3 石蜡相分光光度法的测量原理

1．1．4 凝胶相分光光度法的测量原理

1．1．5 泡沫塑料相分光光度法的测量原理

1．1．6 薄膜分光光度法的测量原理

1．2 固相分光光度法的显色方法

1．2．1 固体吸附剂先吸附金属离子后加入显色剂显色

1．2．2 先负载后配位显色

1．2．3 显色后吸附

1．2．4 吸附剂与显色剂同时作用

1．3 固相光度法的光度测量方法

1．3．1 单波长分光光度的测量方法

1．3．2 双波长分光光度法的测量方法

1．3．3 导数分光光度法的测量方法

1．4 固相光度法的反应机理与特性

1．4．1 固相分光光度法的吸收曲线

1．4．2 固-液两相分配平衡

1．4．3 灵敏度

1．4．4 精密度

1．5 其他固相光度法

1．5．1 流动注射固相光度法

1．5．2 与化学计量学联用

1．6 固相分光光度法的应用

1．7 课题的意义与主要内容

第二部分 固相分光光度法测定衡量Cu2+的研究与应用

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 特制树脂定量取出与移取装置

2．2．3 比色皿的选择

2．2．4 实验方法

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 吸收光谱

2．3．2 pH的选择

2．3．3 缓冲溶液选择

2．3．4 缓冲溶液的用量

2．3．5 显色剂的用量

2．3．6 树脂用量对实验结果的影响

2．3．7 树脂吸附时间及稳定性

2．3．8 共存离子的影响

2．3．9 工作曲线

2．4 定量分析技术指标

2．4．1 灵敏度的测定

2．4．2 检出限的测定

2．4．3 精密度的测定

2．4．4 样品分析及回收实验

2．5 实验结论

第三部分 固相分光光度法测定痕量Pb2+的研究与应用

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 吸收曲线

3．3．2 pH的影响及缓冲溶液的选择

3．3．3 缓冲溶液的用量

3．3．4 二甲酚橙的用量

3．3．5 β环糊精和表面活性剂的影响

3．3．6 树脂用量对实验结果的影响

3．3．7 树脂吸附时间及稳定性

3．3．8 共存离子的影响

3．3．9 工作曲线

3．4 定量分析技术指标

3．4．1 灵敏度测测定

3．4．2 精密度的测定

3．4．3 检出限测定

3．4．4 样品分析

3．5 实验结论

第四部分 固相分光光度法测定痕量Cr(Ⅵ)的研究与应用

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 吸收光谱

4．3．2 酸度的选择

4．3．3 缓冲溶液的选择

4．3．4 缓冲溶液的用量

4．3．5 显色剂的用量

4．3．6 乳化剂OP的用量

4．3．7 树脂搅拌时间及稳定性

4．3．8 树脂用量的影响

4．3．9 共存离子的影响

4．3．10 工作曲线

4．4 定量分析技术指标

4．4．1 灵敏度的测定

4．4．2 检出限的测定

4．4．3 精密度的测定

4．4．4 样品分析及回收实验

4．5 实验结论

第五部分 固相分光光度法测定总铁含量的研究与应用

5．1 前言

5．2 实验部分

5．2．1 仪器与试剂

5．2．2 实验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 吸收光谱

5．3．2 酸度的影响

5．3．3 显色剂的用量

5．3．4 盐酸羟胺用量的影响

5．3．5 缓冲溶液的用量

5．3．6 乳化剂OP的用量

5．3．7 树脂加入量的影响

5．3．8 树脂搅拌时间及稳定性

5．3．9 共存离子的影响

5．3．10 工作曲线

5．4 定量分菥指标

5．4．1 检出限的测定

5．4．2 精密度的测定

5．4．3 灵敏度的测定

5．4．4 样品分析

5．5 实验结论

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文