双硫腙修饰纳米二氧化钛固相萃取水中的痕量汞

摘要

本文采用鳌合剂—双硫腙(DZ)对纳米TiO2进行表面修饰，用于分离富集样品中的痕量汞，以冷原子吸收法检测汞的含量。考察鳌合剂在纳米TiO2表面的修饰状况，汞在双硫腙修饰的纳米TiO2上的富集行为、洗脱行为及其机理，发展一种高效、灵敏、快捷的分析痕量汞的新技术。 1用乙醇溶解双硫腙，通过搅拌使双硫腙负载到纳米材料表面。两种晶型的纳米TiO2的表面都能被均匀地修饰，得到紫色粉体，而纳米SiO2难以吸附双硫腙。 2在静态试验中，将Hg(Ⅱ)加入到含有经过双硫腙表面修饰的两种晶型纳米TiO2的比色管中，经振荡、静置、离心分离、洗脱等环节，结果显示：1、介质酸度对纳米材料吸附Hg(Ⅱ)行为影响显著，表现为吸附效率随着pH值的增大而升高，Hg(Ⅱ)的最佳吸附pH值约为8.0；2、由动力学曲线可知，纳米材料对Hg(Ⅱ)的吸附速度很快，易于达到吸附平衡，选取15min为Hg(Ⅱ)的最佳吸附时间；3、酸性条件下有利于Hg(Ⅱ)的解吸，3.5mol·L-1的HCl对Hg(Ⅱ)具有良好的洗脱效果，洗脱率基本达到90％以上4、纳米材料对Hg(Ⅱ)具有较大的饱和吸附容量，修饰前后的纳米TiO2在对Hg(Ⅱ)的饱和吸附量有较大变化，特别是金红石型TiO2修饰后的饱和吸附量为修饰前的2倍多5、纳米TiO2-DZ重复使用性能较佳。 3试验了多种用于纳米TiO2在超细玻璃珠上的固定化和DZ修饰的方法。采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2。依制备、表面修饰与固定化的具体程序的不同，区分为两种方式共5种方法。结果发现方式一中未加入表面活性剂并直接干燥的方法(方法2)和方式二中先固载纳米TiO2再让双硫腙溶液过柱平衡的方法(方法5)能获得比较均匀的修饰涂层和较好的富集效果。 4在动态试验中，将含有Hg(Ⅱ)的溶液分别通过装有两种方法制备的固载型纳米TiO2-DZ的层析柱，经过上柱、洗脱等环节，考察汞在纳米材料上的吸附、解吸行为，结果显示：1、介质酸度的影响与前面静态试验中的情况大体一致，都表现为碱度越高越有利于吸附，方式一(方法2)和方式二(方法5)的最佳pH值分别为5和10，这与DZ的负载量和制备过程中的盐酸量有关；2、洗脱剂的浓度对洗脱效果影响明显，当HCl浓度达到3.5mol·L-1时，对Hg(Ⅱ)的洗脱效果均达90％以上。而用HNO3洗脱时，洗脱效果不佳；3、洗脱剂用量关系到洗脱效果好坏，10ml的3.5mol·L-1HCl在两种方式中都能获得较为满意的Hg(Ⅱ)洗脱效率；4、20mL的样品溶液过柱时只需要6min左右，10mL的洗脱液过柱时间需要20min左右。5、静态和动态试验结果均显示本文采用的方法具有较强的抗共存离子干扰的能力。 5用上述方法分别测定了某品牌的矿泉水样和珠江水样中的汞含量。对矿泉水样，静态法中Hg(Ⅱ)的平均加标回收率为101.4％，RSD(n=5)为2.9％。动态法中采用方法2和方法5时，Hg(Ⅱ)的平均加标回收率分别97.48％和95.22％，RSD分别为7.9％和4.9％。对珠江水样，静态法中Hg(Ⅱ)的平均加标回收率为98.1％，RSD(n=3)为3.2％。总的来看，三种方法均具有较高的回收率和较好的精密度。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章纳米二氧化钛表面的双硫腙修饰

第三章双硫腙修饰纳米TiO2对Hg(Ⅱ)的静态富集分离

第四章纳米TiO2-DZ的固定化

第五章DZ修饰纳米TiO2对Hg(Ⅱ)的动态富集分离

第六章水样中汞的含量分析

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

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