树脂固相萃取在比色分析中的应用研究

林虹，蔡苹杨，谢光明，胡萍

（四川省地质工程勘察院环境工程中心，四川成都 610072）

树脂固相萃取在比色分析中的应用研究

林虹，蔡苹杨，谢光明，胡萍

（四川省地质工程勘察院环境工程中心，四川成都 610072）

针对可见光区蓝（磷钼蓝测硫体系）、黄（磺基水杨酸测铁体系）、红（a-萘胺测NO2-体系）3个典型波段，研究树脂固相萃取有色基团前后的吸光度变化，表明各波段固相比色分别较水相比色最大增长了53.67倍、20.04倍、10.50倍。实验确定了最佳树脂用量为3g，最佳萃取时间30min。模拟土壤、地质岩石及水质样品的复杂组合，表明树脂富集有色基团干扰不严重，方法可应用于各类样品中微量元素的比色分析。

树脂；固相萃取；比色分析；应用

0 引言

比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，具有无辐射、仪器小型、操作简便、测试速度快等优点，广泛应用于各种物料中微量元素的分析。但存在的问题是测试灵敏度低，无法与仪器分析媲美。

环境样中被测物浓度一般较低，背景干扰大，使用固相萃取技术很容易富集样品中的痕量被测组分，降低分析方法检测限并提高灵敏度，同时消除基体干扰对测定的影响，提高分析的准确度。

离子交换树脂相光度法开辟了富集技术与测定方法相结合的新途径，在可见光区均有应用[1-6]。利用离子交换树脂对金属离子选择性不同，在不分离主体元素情况下，通过物理吸附来消除或减少其他组分的干扰[7]，从而把显色富集、分离测定两个步骤结合起来，简化了操作程序，提高了灵敏度和选择性。

1主要仪器与试剂

主要仪器：UV-2100型紫外可见分光光度计（上海尤尼柯仪器有限公司）；721-100型分光光度计（上海第三分析仪器厂）；HY-4型调速多用振荡器（金坛杰瑞尔）；电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）；托盘天平（上海力能电子仪器公司）；50mL比色管、100mL具塞比色管若干。

主要试剂：硫离子标准溶液S2-=100mg/L；铁标准溶液Fe2O3=100 mg/L；亚硝酸根标准溶液NO2-=10mg/L（均为自配）。

钼酸铵（50 g/L）；磺基水杨酸（100 g/L）；a-萘胺（2 g/L）+对氨基苯磺酸（5 g/L）混合液（12%乙酸介质），使用前配制。

717强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，使用前需用5%盐酸活化24h，水洗至中性，烘干备用。

2 实验方法

2.1 磷钼蓝体系测定硫化物（蓝色波段）

参照文献[8]，在一系列50mL比色管中依次加入100μg磷酸根1m L，50 g/L钼酸铵5m L，用蒸馏水稀释至40mL左右，摇匀，准确加入S2-不同变量，摇匀，置于沸水浴中显色5min后取出冷却，用水稀释至刻度摇匀，于710 nm处以试剂空白为参比，用10mm比色皿进行水相比色测定。

将水相比色后的溶液转入100mL锥形瓶中，加5 g活化后的树脂，于振荡器上振荡一定时间后，过滤，以树脂空白为参比，710 nm处比色湿树脂，再烘干后比色干树脂。

2.2 磺基水杨酸比色测定铁离子（黄色波段）

取不同含量的三氧化二铁的标准溶液于50mL比色管中，加入100g/L磺基水杨酸溶液10mL，滴加1+1氨水调至溶液变黄后，再过量2mL，用水稀释至刻度摇匀。于420nm处以试剂空白为参比，用10mm比色皿，测量水相吸光度。同时测定树脂吸光度，操作方法参照2.1节。

2.3 a-萘胺比色测定NO2-（红色波段）

取不同含量的亚硝酸根标准溶液于50mL比色管中，加入对氨基苯磺酸—a-萘胺混合溶液2mL，摇匀，放置10min。水稀释至刻度，于570nm处以试剂空白为参比，用10mm比色皿，以试剂空白溶液为参比，测量水相吸光度。同时测定树脂吸光度，操作方法参照2.1节。

3 结果与讨论

3.1 不同显色体系树脂萃取前后吸光度对比

按照实验方法进行的不同显色体系树脂固相萃取前后吸光度对比，结果统计见表1。

由表1结果可知：直接比色树脂相较水相无论哪个波段吸光度均有明显增长，且干树脂比湿树脂增长幅度更大，是因比色皿中仅存固相而没有流动相的缘故。3个波段中，吸光度增长最大的是蓝色波段，其次是黄色和红色，且主要体现在低含量段，有色基团几乎全部通过物理吸附方式萃入树脂相，残留溶液为无色，可认为该方法特别适合低含量比色分析。

表1 树脂固相萃取前后吸光度对照表

3.2 干树脂最大吸收波长对比选择

对硫化物水相显色体系和萃取的固相干树脂进行了最大吸收波长的对比，见图1。

图1 蓝色波段最大吸收波长对比曲线

由图1可知，干树脂最大吸收峰在730nm处，水相最大吸收峰在710 nm处，相对水相最大吸收峰710nm，表明树脂萃取富集有色基团后产生了红移。

3.3 萃取时间试验

对硫化物显色体系进行树脂萃取不同时间的实验，结果见图2。

图2 树脂萃取不同时间曲线

由图2可知，树脂固相萃取有色基团的最佳时间是30min，超过或不足30min均存在树脂对有色基团的吸附不完全和解吸问题。

3.4 树脂用量试验

对硫化物显色体系进行树脂用量实验，结果见表2可知，当硫离子量和萃取时间固定不变时，随着萃取树脂用量的不断增加吸光度基本保持不变，表明有色基团的吸附与树脂用量的变化没有密切关系。考虑装皿的树脂剂量，选择萃取树脂用量为3g。

表2 树脂用量试验

3.5 树脂萃取干扰试验

对硫化物显色体系，模拟地质岩石、土壤和水质的复杂组成进行了干扰实验，结果见表3。

由表3可见，钙盐和亚硝酸根对硫化物显色体系分别存在着正干扰和负干扰，是因水相显色时产生的干扰[8]，而树脂固相萃取后正、负干扰的趋势较之水相干扰低了一倍，干扰情况大为改善，原方法[8]不能允许CaO 20mg、NO2-10μg存在，采用树脂萃取后不仅能够允许此干扰量的存在，而且方法的灵敏度得到很大提高。

表3 树脂萃取干扰试验

4 结束语

本文通过各项实验结果，得出以下结论：

采用固相树脂萃取可通过简单的物理吸附定理很好地富集有色基团，较常规的比色分析极大提高测试的灵敏度。

通过黄、红、蓝3个典型波段的实验工作，表明凡在可见光（400～800 nm）的比色分析项目，均可应用树脂萃取方法。

方法具有操作简便、测试快速、成本低廉、灵敏度高等特点，以改善和满足不具有大型昂贵分析仪器的小型实验室进行低灵敏度元素的测试工作，具有实际意义，且在实际应用中效果良好。

实验中发现，该方法在大于560nm的长波段很稳定，灵敏度提高倍数最大，低于400 nm时灵敏度提高倍数较小，在比色计上装积分球即可解决。

[1]聂基兰，杨志宏，周庆华，等.三价铁-硫氰酸盐-吐温80配合物在阴离子交换树脂上的吸附及其应用[J].分析测试学报，1999，18（2）：36-38.

[2]刘峥，曾嵘.树脂相分光光度法测定痕量亚硝酸根[J].分析化学来稿摘登，2001，29（4）：492.

[3]高锦章，潘仲巍，康敬万，等.离子交换树脂分光光度法-稀土－偶氮胂Ⅲ体系[J].西北师范大学学报：自然科学版，1991，27（4）：27-30.

[4]陈建荣，吴小华.离子交换树脂相光度法测定钯的研究[J].光谱学与光谱分析，2000，20（1）：119-121.

[5]峰山，石东辉.离子交换树脂相光度法测定蒙药中微量铁[J].光谱实验室，2010，27（2）：477-480.

[6]吕明，崔克宇，冯桂荷.离子交换树脂相分光光度法测定水中微量铋[J].离子交换与吸附，2006，22（3）：273-276.

[7]游建南.离子交换树脂相分光光度法的进展及其应用[J].冶金分析，1989，9（4）：37-43.

[8]苏庆平.分光光度法测定水样中的硫离子[J].化学研究与应用，2009，21（7）：1076-1079.

Research on app lication of resin solid phase extraction in colorimetric analysis

LIN Hong，CAI Ping-yang，XIE Guang-ming，HU Ping
（Center of Environmental Engineering，Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation，Chengdu 610072，China）

Molybdenum blue measuring sulphur system，sulfosalicylic acid measuring iron system andα-naphthylamine colorimetric measuring nitrite ion system were studied in this paper.The absorbance after resin solid-phase extraction was compared with that before extraction，and the molar extinction coefficient，that is a multiple of the sensitivity，increased respectively 53.67，20.04，and 10.50 times over the aqueous phase.The optimum amount of resin is 3 g，while the optimum extraction time is 30 min.The mixture system of water samples and soil samples or geological rock samples was simulated，which show that the interference of resin concentration was not great.This method can be applied to various types of colorimetric analysis of micro.

resin；solid phase extraction；colorimetric analysis；application

TQ322.4；O652.63；O657.32；O658.1

A

1674-5124（2013）03-0042-03

2012-12-09；

：2013-01-21

林虹（1967-），女，四川成都市人，工程师，主要从事水质、岩矿分析测试研究。