第 26 卷 第 3 期 1997 年 6 月 稀有金属材料与工程 RARE MET AL MAT ERIALS AND ENGINEERINGVol. 26, No. 3 June 1997液膜法分离富集、测定水中微量锶王献科 李玉萍联系人: 王献科, 男, 56 岁, 高级工程师, 兰州东岗镇钢厂(兰州市东岗镇钢厂, 兰州 730020)摘 要 用乳状液膜体系对锶进行分离富集。该体系包括协同流动载体 ( PMBP、T BP)、表面活性剂 (SPAN80)、增强剂 (丙三醇) 、溶剂 ( 正已烷) 和内相 ( 1. 2 mol/ L 的盐酸溶液) 。实验表明, 在适宜的条件下, 锶的富集效率可达 99. 5% 以上, 而在此条件下许多共存离子, 如 Fe3+, Al3+, Ca2+, M g2+, Ba2+, Cr3+, Co2+, Ni2+, Zr4+, Cu2+, Zn2+,Pb2+和2RE3+等 (均含 25mg) ;Mn2+,Hg2+( 5mg);NO-3,F-,Cl-,ClO-4,SO2-4,I-, Br-( 50 mg, 均为非最大限量); 都不迁移、透过此乳状液膜。该法已成功地用于分离富集、测定水和工业废水中的微量锶, 相对标准偏差在 3. 2% 以下。关键词 液膜法 迁移 分离富集 测定 锶1 引 言水和工业废水中微量锶的测定, 已成为环境监测的重要项目。 测定微量锶有原子吸收法、 极谱法、ICP - AES 法和光度法等,一般都需要分离萃 取 12, 由于受共存离子的干扰, 准确地测定微量 锶, 有一定的难度 34。液膜法分离技术用于分离富集、测定微量 ( 或痕量) 锶, 是一个新的研究课 题, 至今未见报道 57。本研究提出用 PMBP-TBP 为协同流动载体( Synergetie mobile carrier) ,SPAN80 表面活性剂, 丙三醇 ( Glycerol) 增强剂, 正已烷 ( n- Hexane) 为溶剂的液膜体系, 分离富集、 测定水和工业废水中微量锶, 结果准确, 十分 满意。2 实验部分2. 1 主要试剂与仪器 试剂:Sr2+标准溶液, 按常规配制, 2. 00 LgSr2+/ mL;PMBP ( 1- 苯基- 3- 甲基- 4- 苯甲酰基- 5 - 吡唑林酮) ;TBP ( 磷酸三丁酯) ;SPAN 80 ( 表面活性剂) ;膜的增强剂丙三醇 ( Glycerol) ;正已烷 ( 溶剂) 等。纯度均为分析纯; 内相 HCl 溶液,1. 2 mol/ L 水溶液;缓冲溶液,硼砂缓冲液 ( pH7. 5) 。仪器:HL- 2 型恒流泵 ( 上海沪西仪器厂) ; DBJ- 621型定时变速搅拌器; 制乳器 ( 自制) ;分离器 ( 自制,300 mL 分液漏斗) ;高压高频静电发生器 ( 2000 V3000 V) ;WFX- IB 原子吸收光谱仪; PHS- 3C 型酸度计 ( 上海雷磁仪器厂) 。 2. 2 实验方法制乳 取 PMBP, TBP, SPAN80, 丙三醇和正已烷, 按体积比为 533287, 分别置于制 乳器中, 混合均匀后加入与有机相等体积的 HCl溶液 ( 1. 2 mol/ L) ,以 1500 r/ min 转速搅拌 15min,制成乳状液膜。富集 取 150. 00 mL 试样溶液 ( 内含 10. 00Lg Sr2+) , 置于分离器中, 用 HCl ( 1+ 1) 和 NaOH溶液 ( 20%) , 调节 pH78, 加入15 mL 缓冲液、20 mL 上述乳状液膜,以 180 r/ min 转速搅拌 8min,静置分层。破乳 静置分层后, 放出外相水溶液, 将有机 相与高压静电发生器连接, 破乳 15 min,静置分层。上层为有机相; 下层是含有 Sr2+的水溶液。 测定 收集含有 Sr2+的水溶液,在原子吸收光谱仪上测定 Sr2+的浓度。测定条件: 在 WFX-IB 原子吸收光谱仪上, 吸收波长 460. 7 nm, 灯电 流 10 mA,光谱通带 0. 31 nm,燃烧器高度 6. 5mm, 空气流量 8. 5 L/ min, 乙炔流量 2. 3 L/ min。3 实验结果与讨论3. 1 流动载体的选择与影响单独用 PMBP, T BP, HEHEHP ( 2- 乙基己 基膦酸单- 2- 乙基己基酯) , P204 ( 磷酸二异辛酯) 等分别作流动载体, 实验表明 Sr2+的回收率在90. 9% 99. 3% 范围内。 而PMBP 作流动载体, 在 溶剂正己烷中加入适量 TBP 后,由于协同萃取效应与协同迁移, 使Sr2+的迁移速率、 回收率大大提高, Sr2+在8 min 内其回收率在 99. 5%99. 8%范围内,见表 1。经优选实验表明,5%PMBP、3%T BP ( 体积比) , 效果最优。表 1 协同流动载体对 Sr2+回收率的效应Table1 Effect of synergetic mobile carrier on recovery ratio of Sr2+流动载体M obile CarrierPMBP+TBPSynergeticPMBP+TBPSynergeticPMBPT BPHEHEHPP204Sr2+的回收率Recover ratioof Sr2+/%99. 5099. 8498. 9093. 9691. 9398. 29注: 载体均按 5% 8% 的实验结果;PMBP、T BP为 5% 和 3% ; 实验条件为膜相: 载体为 5% 8% ,SPAN80 为3% ,Glyc-erol 为 2% , 正己烷 87% 89% ; 内相: 1. 2mol/L HCl 溶液; 外相: 含有 10. 00 Lg Sr2+, pH78; Roi- 11; Rew- 20150; T - 15353. 2 有机溶剂的选择分别用氯仿, 二甲苯, 苯甲醇, 磺化煤油和正己烷等进行实验。 实验表明, 在正己烷体系中Sr2+Mn2+, Hg2+( 5 mg) ; 大量 NO-3,F-, Cl-, ClO-4, SO2-4, I-, Br-等 ( 均为 50 mg,非最大限量) , 都没发现影响Sr2+的迁移速率和回收率。 因此一般常见阴阳离子都不影响富集、 测定Sr2+的含量。本法选择性较高, 很有实用价值。4 富集与测定4. 1 水和工业废水中微量锶的测定吸取150. 00 mL 水样, 置于分离器中, 用 HCl( 1+ 1) 或NaOH 溶液 ( 20%) 调节 pH78, 加入 15 mL 缓冲液, 以下按实验方法进行, 并计算其浓度。 Sr =从标准曲线上查出 Sr2+的量 吸取水样的体积( mg/ L)注: 含锶量低时, 可吸取 500. 00 mL 水样, 然后浓缩至 150 mL 左右。4. 2 Sr2+的分离富集与测定结果用本法分离富集水样中的微量锶后, 然后进行测定, 结果见表 4。本法测定了 8 种试样, 对每种 试样平行测定7 次、 将测定的数据进行数理统计处理, 相对标准偏差 ( RSD) 均在 3. 2% 以下。表 4 液膜法富集、测定结果与对照Table 4 Results and contrast of the enrichment and determination试样名称Name of sample原结果APrimaryresult(Sr2+/mgL- 1)本法测定Determinationof the method(Sr2+/ mgL- 1)RSDB/ %加入量T aken(Sr2+/Lg)测量Found( Sr2+/Lg)回收率Recoveryratio/ % 河水River water0. 570. 592. 5310. 009. 9599. 5河水River water0. 320. 313. 1515. 0014. 9499. 6自来水Water supply0. 280. 283. 2020. 0019. 9499. 7自来水Water supply0. 090. 101. 1330. 0030. 10100. 3工业废水Industrial waste water1. 291. 270. 9340. 0039. 8299. 6工业废水Industrial waste water0. 890. 912. 115. 004. 9899. 6钢厂污水Polluted water of steel works0. 960. 951. 9310. 0010. 01100. 1黄河水 ( 受污染)Yellow river water(polluted)0. 420. 453. 1915. 0015. 03100. 2613期王献科等: 液膜法分离富集、测定水中微量锶A 标准方法和光度法测定结果的平均值, B 平行测定 7次。5 结 论用 PMBP, TBP, SPAN80, Glycerol, n- Hex-ane 和内相 ( 1. 2 mol/ L HCl 溶液) 的液膜体系, 外 相 pH78, 分离富集水和工业废水中微量锶, 结果准确、精密度高, RSD 值均不超过 3. 2%, Sr2+的回收率在 99. 5% 以上。 本法选择性较高, 一般常见阴阳离子都不影响富集、 测定微量锶。 是一种高效、 快速和经济的方法, 很有实用意义。致谢: 参加本实验工作的还有李玉芳、马俊、李莉芳同志。参考文献 References1 Pan Jiaomai ( 潘教麦) et al. Spectrophotometric Deter-mination of Trace Strontium in Aluminium Alloys withDibromocarboxy-arsenazo.Fengxi H uaxue(分析化学), 1996; 24 ( 3) : 3183202 Li Huizhi ( 李慧芝) et al. Spectrophotometric Determi-nation of Trace Strontium.Physical Testing and Chem-ical A nalysis(理化检验),Part B:Chemical A nalysis,1995; 31 ( 6) : 3523533 Li Shuxin ( 李述信) . Interf erence and Elimination ofA tomic A bsorption Spectra A nalysis,Beijing:Geologi-cal Society Press, 1987: 2004 Chen Jing ( 陈静) . Elimination of the Interference inDetermination of Strontium in a Special Sr-BearingAlloy. Physical T esting and Chemical Analysis ( 理化检验), Part B: Chemical A nalysis, 1995; 31 (4): 2242255 M ao Jianxin( 毛建 新)et al.Transport of Ni2+ionsT hroughaP507CCl4SupportedLiquidMem-brane. Chinese Journal of Chemical Physics ( 化学物理学报), 1995; 8 (6): 5695756 Danesi P R.Liquid Membrane for Enrichment(mono-graphic summary) . Sep Sci Technol, 1985; 19 ( 11-12) : 8578947 Mikulaj V,Rajec P.Transport Properties of Sr2+byH