[发明专利]以烷基羧酸为萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散液液微萃取方法，特别涉及一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，属于物质分离与分析技术领域。

背景技术

水是人类赖以生存的重要资源之一，但是随着人类活动的影响，进入水体环境中的污染物越来越多，其中重金属污染是非常重要的一类。其中通过各种途径进入到水体中的重金属元素在环境中难降解、易积累、不可逆、毒性大、代谢缓慢且易被生物富集，多年来给环境和人体健康造成很多问题。因此水体中重金属离子污染日益成为人们关注的焦点。

由于饮用水中的重金属离子浓度较低，一般在ng/mL水平，为了获得准确的分析结果，在进行仪器分析之前需要采用合适的样品前处理技术对痕量的重金属离子进行富集。固相萃取(Solid-phase extraction，SPE)法有机溶剂消耗量少、回收率高、富集倍数高，材料种类多且可以进行不同的官能团修饰，在重金属离子富集方面有广泛应用。但是一般的SPE富集材料制备复杂，富集时间长，并且在进仪器检测前需要洗脱步骤，整个流程复杂，耗时长。因此，发展高效、稳定、快速且低成本的重金属离子富集技术很有必要。

分散液液微萃取(Dispersive liquid-liquid microextraction，DLLM E)是2006年提出的一种新型样品预处理技术。它将微升级萃取剂快速注入样品，在样品中形成乳浊液，萃取剂与样品具有很大的接触面积，该方法集萃取、浓缩为一体，具有富集能力高、操作简单和萃取时间短等优点。目前，DLLME技术用于重金属离子富集的过程需要预先在水样中加入螯合剂，与金属离子形成疏水性螯合物，再加入疏水性萃取剂通过DLLM E将金属离子螯合物萃取出来。再采取离心等方法将萃取剂与水相分离，进而进行检测。所用螯合剂主要为含硫化合物（如半胱氨酸、双硫腙、二乙基二硫代氨基甲酸钠等）。由于在萃取前引入了螯合反应步骤，过程耗时长，螯合剂的种类和螯合效率有限，大部分螯合剂自身稳定性差，增加了方法的复杂性。因此，开发新型萃取剂和萃取方法将水体中的重金属离子有效萃取是DLLME用于重金属离子富集的关键。

发明内容

针对上述背景，本发明提供一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，采用分散液液微萃取技术，无需额外添加螯合剂，用微量的烷基羧酸萃取水中的重金属离子后进行分析。本方法富集能力高、操作简便、萃取时间短且有机溶剂用量少。

本发明的技术方案：一种烷基羧酸作萃取剂的重金属离子分散液液微萃取方法，依次包括以下步骤：

1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点；

2）将烷基羧酸和分散剂混匀；

3）吸取步骤2）中的混合液迅速注入步骤1）中的样品，形成乳浊液体系；

4）将样品降温使烷基羧酸凝固；

5）将步骤4）中凝固的烷基羧酸从样品中分离即可。

所述烷基羧酸为C9～C22一元正构烷基羧酸中的一种，所述烷基羧酸分别为正壬酸、正癸酸、正十一酸、正十二酸、正十三酸、正十四酸、正十五酸、正十六酸、正十七酸、正十八酸、正十九酸、正二十酸、正二十一酸、正二十二酸。

所述分散剂为甲醇、乙醇、丙酮或四氢呋喃。

所述烷基羧酸与分散剂混合液中烷基羧酸体积分数为3％～50％。

所述待测水样中加入的烷基羧酸与分散剂的混合液体积为水样体积的0.01％～10％。

所述水样pH位于4～8之间。

所述步骤1）加热待测水样，使其温度高于所用烷基羧酸的熔点1～50℃，且不高于100℃。

所述步骤4）将样品降温使烷基羧酸凝固；降温至样品温度低于所用烷基羧酸熔点且高于0℃。

所述水样中重金属离子为Hg²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺中的一种或多种，它们浓度高于10ng/L。

本发明的显著优点是：

本方法中烷基羧酸同时充当螯合剂与萃取剂，无需额外添加螯合剂，操作简单；

本方法采用微升级萃取剂，可实现高倍率富集，降低分析检测限和分析成本；

本方法消耗的有机溶剂少且溶剂低毒，是一种环境友好的前处理技术；

本方法萃取完成后样品只需降温即可使萃取剂与水相分离，无需传统分散液液微萃取中的离心过程，装置简单，成本低，能够实现水样中重金属离子的快速分析；