基于吡唑啉酮固相材料分离识别钍(IV)的研究

• 作 者: 程治强
• 机 构: 南华大学
• 出 处: 青岛科技大学
• 发表日期: 2019年期
• 关键词: 表面印迹材料 分离富集 固相萃取 痕量钍IV 修饰硅胶 接枝共聚法

表面印迹技术(Surface imprinting technique)以分子印迹技术为基础,通过把识别位点建立在基质材料的表面,来提高识别位点与印迹分子的结合速度,进一步加强印迹材料吸附分离效率。表面印迹材料不但具有高选择性,而且具有快速动力学,已被广泛应用于痕量元素分离领域。钍是一种天然的放射性元素,具有广泛的商业及工业用途,并且是一种潜在的核燃料。但由于其具有放射毒性而对人类环境构成威胁,因此,对环境中痕量钍的提取和监测非常重要。钍在地质和环境样品中的含量很低,基体复杂,常规分析方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等都难以直接测定。为了提高分析方法的灵敏性和选择性,测定前必须首先对钍(IV)离子进行分离和富集。而分子印迹固相萃取是一项专门针对复杂样品中痕量物质进行分离富集的前处理技术。因此,本论文以建立表面印迹固相萃取分离痕量钍(IV)为目的,开展了以下几方面的研究工作:　　1.对分子印迹技术和离子印迹技术基本原理、表面印迹材料的发展以及目前钍(IV)离子分离检测的最新进展进行了较为全面的分析和概述。　　2.以钍(IV)为模板离子,通过接枝共聚法在修饰硅胶表面制备了新型的离子印迹材料,通过扫描电镜(SEM)和氮气吸附(BET)对其外貌结构进行表征,并采用静态法和动态法系统研究了印迹材料对Th(IV)的吸附行为和选择性能。在最佳条件下,印迹吸附剂最大吸附容量为56.8 mg g-1,Th(IV)/La(III)、Th(IV)/Ce(III)和Th(IV)/U(VI)的选择因子分别为78.3,82.6和50.8。并将建立的方法应用于实际样品和自然水样中钍的富集测定,方法的相对标准偏差和检测限分别为2.19％和0.54μg L-1。　　3.以4-酰基吡唑啉酮(MPABAP)与4-乙烯基吡啶组成双配体与钍(IV)结合形成的复合物为模板,在交联剂(EGDMA)和引发剂(AIBN)作用下,制备了用于分离吸附 Th(IV)的表面印迹材料。实验表明该印迹聚合物最大的静态吸附钍(IV)的容量为59.2 mg g-1,在15 min内达到吸附平衡,吸附过程符合Lagergren一级动力学模型。Th(IV)/La(III)、Th(IV)/Ce(III)和Th(IV)/U(VI)的相对选择系数分别为86.8,92.3和56.3。利用该印迹材料结合固相萃取富集钍(IV)的相对标准偏差为1.9%,检测限为0.57μg L-1,并对环境水样中Th(IV)进行富集测定,结果令人满意。