Zeph增敏PAR的纸色谱法测定镍(Ⅱ)

高文皓，　余　萍，　马　慧，　郭鹏瑶，　高俊杰

(沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳　110159)



Zeph增敏PAR的纸色谱法测定镍(Ⅱ)

高文皓，余萍，马慧，郭鹏瑶，高俊杰

(沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳110159)

摘要：提出了通过纸色谱法测定含镍废水中镍(Ⅱ)的方法。使用十四烷基二甲基苄基氯化铵表面活性剂增敏PAR显色剂作为浸泡液制备试纸，考察了试纸使用时的最佳条件，建立了测定镍(Ⅱ)的新方法。线性范围为0.5～100.0mg/L，方法用于含镍废水中镍(Ⅱ)的测定，结果满意。

关键词:十四烷基二甲基苄基氯化铵； 增敏PAR； 纸色谱； 镍(Ⅱ)

引　言

镀镍工艺广泛的应用到电镀行业当中[1]，电镀企业在镀镍生产过程中，会产生大量含镍废水[2]。镀镍溶液中镍(Ⅱ)含量的高低直接影响镀镍溶液的性能和镀层的品质，废水中镍又被列入第一类污染物。因此，需要在产品生产和废水处理过程中经常测定含镍废水中镍(Ⅱ)的含量。

目前测定含镍废水中镍(Ⅱ)主要采用光度法[3]和原子吸收法等[4]。纸色谱法[5-6]凭借其操作简便、成本低廉和快速测定等优点越来越多的运用到重金属含量的测定中。而采用PAR为显色剂的纸色谱法测定镍(Ⅱ)的研究未见报道。

本文研究了基于十四烷基二甲基苄基氯化铵(Zeph)作为表面活性剂增敏PAR显色剂体系的纸色谱法[7]反应条件，制作了现场快速测定镍(Ⅱ)含量的试纸，建立了测定含镍废水中镍(Ⅱ)的新方法，通过试纸颜色变化的长度对含镍废水中镍(Ⅱ)定量，结果和光度法具有可比性。

1　实验部分

1.1仪器与药品

DZX-6000B真空干燥箱(上海福玛实验设备有限公司)、T6型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

0.5%PAR贮备液；镍(Ⅱ)标准溶液(1.000g/L)：准确称取4.9547g Ni(NO3)2·6H2O，用(1+499)HNO3溶解，并定容至1000mL，使用时用水稀释成100mg/L的镍(Ⅱ)工作液；2%Zeph贮备液。实验用水为一次蒸馏水，所用药品均为分析纯。

1.2试纸的制备与测试方法

将中速层析滤纸板切成100mm×3mm的试纸条浸泡于含Zeph的PAR浸泡液中，静置约30min，使溶液在试纸条上充分附着，置于60℃的烘箱中，持续20min至试纸完全干燥，制备出一种黄色试纸条。使用时，将制备好的试纸垂直插入待测液中反应，待试纸条由黄色变成红色，反应后当变色高度稳定即取出试纸条。

2　条件试验

2.1显色剂用量的选择

分别取0.5、1.5、2.5、3.5和5.0mL 0.5%的PAR显色剂溶液放入25mL的比色管中，分别加入同体积的2%Zeph表面活性剂，用蒸馏水稀释至刻度，即配制好PAR质量分数分别为0.01%、0.03%、0.05%、0.07%和0.10%溶液，按照1.2的测试方法进行实验。通过对变色后试纸条的比较，PAR质量分数为0.05%时试纸条的显色效果最佳。

2.2Zeph用量的影响

分别取1.25、2.50、6.25、10.00和12.50mL的2%的Zeph表面活性剂溶液放入25mL的比色管中，分别加入2.5mL 0.5%的PAR显色剂，用蒸馏水稀释至刻度，即配制好Zeph质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、0.8%和1.0%溶液，按照1.2的测试方法进行实验。通过对变色后试纸条的比较，Zeph质量分数在0.5%时试纸条的显色效果好。

2.3酸度的影响

取6.25mL 2%的Zeph表面活性剂溶液和2.5mL 0.5%的PAR显色剂加入25mL的比色管中，用蒸馏水稀释至刻度，分别加入2mL不同pH的缓冲溶液，按照1.2的测试方法进行实验。通过对变色后试纸条的比较，加入pH为5的缓冲溶液的试纸条显色区间和效果最佳。

2.4共存物质的影响

在进行含镍废水的测定时，往往会受到共存物质的干扰，需要向检测液中添加一定量的掩蔽剂，既要保证镍(Ⅱ)的正常显色，又不能使溶液酸度有大的改变，从而影响到测定显色及显色线的清晰度。经过比较，以1mL 2%的草酸钠，0.4mL 2%硫脲，4mL 20%丙三醇，1mL 5%乙酸钠，4mL 15%乙酰丙酮作为掩蔽剂进行掩蔽，能同时消除15倍的Pb2+、15倍的Al3+、5倍的Cr(Ⅵ)、30倍的Mn2+、5倍的Fe2+、10倍的Fe3+、20倍的Mg2+、5倍的Cu2+和4倍的Zn2+干扰。

2.5反应时间的确定

分别取2.5mL 2%的PAR溶液，6.25mL 2%的Zeph表面活性剂和2mL pH=5的缓冲溶液于25mL比色管中，稀释至刻度线，按照1.2的测试方法进行实验。经标准溶液稀释后，镍(Ⅱ)的质量浓度分别为1、10、40和80mg/L的待测溶液，通过对试纸条变色时间记录和比较，试纸条显色效果稳定时t在5～7min，选择用7min作为反应时间。

2.6标尺的制作

实验方法采用层析纸色谱的原理，以中速层析滤纸板为载体，以显色剂PAR为固定相,以待测溶液为流动相，通过流动相中镍(Ⅱ)与固定相中显色剂PAR反应，镍(Ⅱ)含量和变色长度在一定范围内呈线性关系，所以用于对比试纸色带变色长度的标尺可以直接读出待测溶液中镍(Ⅱ)的含量，从而能够现场快速测定镍(Ⅱ)。

选择了9种镍离子质量浓度分别为0.5、1、10、20、40、50、60、80和100mg/L试液，每个质量浓度试液做5组平行测定，记录其变色长度并制作标尺，得到质量浓度和长度的关系：

l(cm)=0.0193×C(mg/L)+0.725

相关系数r=0.9937。标尺的测定范围是0.5～100mg/L，待测样品不含镍(Ⅱ)或质量浓度在检测限以下时，由于流动相在固定相上的毛细作用也会产生一定的长度，但是试纸条不显色或显色浅。

3　样品测定

分别取1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mL 20mg/L镍(Ⅱ)标准使用液，加10mL水，2mL柠檬酸铵溶液，1mL碘溶液，加20mL水摇匀，加2mL丁二酮肟溶液，2mL 2Na-EDTA溶液，加水至标线，摇匀。

用10mm比色皿，以水作为参比液在530nm波长下测量显色液的吸光度，减去空白实验所测的吸光度，以质量浓度和吸光度绘制标准曲线。得到质量浓度与吸光度之间的关系：

y=0.9605x

r=0.9950

分别准确移取三份含镍(Ⅱ)废水作为待测样品，按照测试方法1.2操作，平行取7次，测量显色长度，计算镍(Ⅱ)平均质量浓度，同时与光度法是测定进行比较。

委托辽宁省废水治理技术重点实验室环境监测中心进行监测，对两种方法的测定结果进行比较，结果见表1。

表1样品中镍(Ⅱ)的分析结果

样品h试纸/mmρ[Ni(Ⅱ)]/(mg·L-1)RSD/%加标回收率/%ρ[Ni(Ⅱ)]光度法/(mg·L-1)样品120、21、20、19、21、22、2170.89.2894.166.7样品214、13、13、12、15、12、1444.08.18105.240.1样品316、15、15、14、13、15、1448.37.0193.744.5

4　结　论

经过反复研究，找到了试纸制作的最佳反应条件，并且通过加入掩蔽剂消除共存的干扰离子，达到增强试纸的测定准确性。

实验得出镍(Ⅱ)质量浓度的测定范围为0.5～100.0mg/L，对含镍废水水样进行测定，并与标准方法进行对比，结果令人满意。

《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)规定镍(Ⅱ)的排放限值为0.5mg/L，镍(Ⅱ)的测定范围能满足大部分的电镀企业。

由于纸色谱法具有现场快速测定的特点，还可以应用于突发性污染物的监测，拓宽了应用范畴。

参考文献

[1]秦淑琪.电镀溶液及电镀污水监测的研究[D].兰州：西北师范大学化学化工学院，2005:3-6.

[2]王文星.电镀废水处理技术研究现状及趋势[J].电镀与精饰，2011，33(5)：42-46.

[3]刘建平，曾海秀，练桂军.丁二酮肟比色法测定电镀废水中的镍[J].电镀与环保，2012,32(5)：48.

[4]舒永红.原子吸收和原子荧光光谱分析[J].分析试验室，2007,26(8)：106-122.

[5]郭玉香，徐应明，孙有光,等.试纸法快速检测环境水体中重金属镉[J].农业环境科学学报，2006,25(2)：541-544.

[6]段博，袁斌，吕松.试纸法快速检测水中重金属铬[J].工业水处理，2008,28(10)：68-70.

[7]韩红菲，李文娟，胡晶晶,等.改性纸色谱法对不锈钢酸洗废液金属离子的检测[J].太原师范学院学报(自然科学版)，2011,10(3)：105-107.

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.08.011

收稿日期：2016-04-05修回日期： 2016-04-19

基金项目：国家自然科学基金青年项目(21207093)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划(LJQ2014023)；沈阳理工大学辽宁省废水治理技术重点实验室开放基金资助课题

中图分类号：TG115.32

文献标识码：B

Nickel(Ⅱ) Chromatography-determining by Zeph Sensitized PAR Test Paper

GAO Wenhao, YU Ping, MA Hui, GUO Pengyao, GAO Junjie

(School of Environmental and Chemical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, China)

Abstract:Nickel(Ⅱ) concentration was determined by test paper chromatography method.The test paper was prepared by using tetradecyl dimethyl benzyl ammonium chloride(Zeph)surfactant sensitized PAR chromogenic agent as soak solution.The best condition of the test paper usage was investigated,and a new method of nickel(Ⅱ) determination was established.Linear range was 0.5～100.0mg/L.This method is used for determining the nickel(Ⅱ) concentration in nickel containing waste water with satisfied results.

Keyword:Zeph;sensitized PAR;chromatography of test paper;nickel(Ⅱ)