论文部分内容阅读
汞是一种毒性很强对人类和高等生物最具危害性的重金属元素之一，在自然环境中汞的浓度是痕量的，甚至低于分析方法的检出限，因此必须经过预富集和分离等前处理才能进行分析测定。本论文的目的是制备改性高分子材料吸附剂和浊点萃取法分离富集水环境中的汞，结合氢化物发生原子吸收光谱法进行测定。探索出对汞有较好富集能力的分离富集方法，弥补一些仪器测定灵敏度低的不足，以便用于环境水样中痕量汞的分析测定。
浊点萃取是近年来出现的一种新兴的液一液萃取技术，它以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础，通过改变实验参数如溶液的pH值、温度等引发相分离，将疏水性物质与亲水性物质分离。本论文选择非离子表面活性剂Triton X-100作萃取剂，它具有较高的密度(相对密度1.065，有利于离心分离)和价格较低容易获得以及可生物降解等优点，试验中加入2mol/L，的NaCI溶液来降低浊点接近于室温；双硫腙是一种对汞有较好选择性的络合剂；确定pH=5；平衡时间30 min；离心时间为10min(转速为4000 r/min)；分相后的表面活性剂富集相用0.1mol/L的硝酸一乙醇溶液进行酸化并降低其粘度后，加入适量的Antifoam 204以减少气泡后可直接进样进行测定。
天然高分子壳聚糖因其分子结构上的氨基、羟基能与金属离子形成配位键而具有极强的螯合能力，本文以壳聚糖、氢氧化钠及氯乙酸为主要原料，最佳实验条件下:壳聚糖、氢氧化钠和氯乙酸的质量配比为1:3:4，溶胀、碱化加入氯乙酸，55℃水浴反应4h对壳聚糖进行羧甲基化反应，在其分子结构中引入了羧基，增强了其螯合汞离子的能力。将制得的羧甲基壳聚糖用戊二醛交联:羧甲基壳聚糖和戊二醛的配比是0.31g/mL，搅拌均匀后60℃水浴中反应2h，得到交联羧甲基壳聚糖，该产品具有好的刚性，在水溶液中不流失，再生性能良好，可以重复使用等优点。
对所得产物进行了红外光谱分析，证明所得产物为目标产物。实验了溶液酸度、吸附剂用量、吸附时间、水样体积、温度、共存组分等因素对汞离子吸附性能的影响，确定羧甲基壳聚糖吸附汞的最佳条件为：pH=4，平衡吸附时间为30min，最大取样体积为200 mL，其饱和吸附容量139.6mg/g，富集倍数20倍，相对标准偏差(n=11)为8.5％；交联羧甲基壳聚糖吸附汞的最佳条件为pH=5，平衡吸附时间为90 min，最大取样体积为200mL，饱和吸附容量125.1mg/g，富集倍数20倍，相对标准偏差(n=11)为7.8％。羧甲基化反应引入羧基后吸附性能比壳聚糖好。戊二醛本身不含与金属离子结合的基团，交联后的羧甲基壳聚糖减少了与金属离子结合的基团总数，且反应中可能与-NH<,2>或-OH发生交联作用，降低了产物中吸附重金属离子的活性基团，因此交联羧甲基壳聚糖对汞离子的饱和吸附容量(125.1mg/g)略小于交联前羧甲基壳聚糖的饱和吸附容量(139.6mg/g)，但其具有在水溶液中不流失，再生性能良好，可以重复使用等优点，吸附平衡符合Langmuir吸附等温式。
氢化物发生-原子吸收光谱法测定汞是一种成熟可行的方法，它有着更高的灵敏度和更低的检出限。实验中用该法直接测定溶液中汞的浓度，结果满意。