申请日2014.12.31
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号G01N27/447
摘要
本发明公开了一种电镀废水中阳离子快速检测的配方液及方法，该配方液以咪唑为紫外生色剂，乙醇酸为络合剂，酒石酸和18-冠醚-6作为添加剂，能够增大不同阳离子之间有效淌度的差异，实现有效分离的同时还能够保证分离的速率，缩短阳离子分离时间，最终基于高效毛细管电泳法的基础上结合间接紫外检测法，能够在7min内实现11种阳离子的基线分离，进而能够准确检测出水样中的阳离子。本发明在短时间内能够实现11种离子的基线分离，是现有分离或检测技术还不能实现的技术手段，具有突出的实质性特点和显著的进步。
摘要附图
权利要求书
1.一种电镀废水中阳离子快速检测配方液，其特征在于，包括咪唑14-18mmol/L，乙醇酸18-22mmol/L，酒石酸1.5-2.5mmol/L和18-冠醚-6 1-3mmol/L，其中在室温下配方液的pH值为3.8-4.2。
2.根据权利要求1所述的一种电镀废水中阳离子快速检测配方液，其特征在于，包括咪唑14mmol/L，乙醇酸18mmol/L，酒石酸2mmol/L和18-冠醚-6 3mmol/L，其中在室温下配方液的pH值为4.0。
3.用权利要求1或2的配方液检测的一种电镀废水中阳离子快速检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)配制待测阳离子的标准溶液：称取适量的待测阳离子化合物，配制成1000mg/L的标准储备液;
(2)配制缓冲液：将适量的咪唑、乙醇酸、酒石酸和18-冠醚-6配制缓冲液，再用10mol/L醋酸或0.1mol/L NaOH调整其pH为3.8-4.2，最终得到快速检测配方液;
(3)对待测阳离子液体及缓冲液，经超声脱气及过滤处理后，采取虹吸进样进行检测。
4.根据权利要求3所述的一种电镀废水中阳离子快速检测方法，其特征在于，虹吸进样高度为10cm，进样时间为20s。
5.根据权利要求3所述的一种电镀废水中阳离子快速检测方法，其特征在于，分离电压为18-20kV，紫外线检测波长为214nm。
说明书
一种电镀废水中阳离子快速检测的配方液及方法
技术领域
本发明涉及电镀废水检测领域，具体地，涉及一种电镀废水中阳离子快速检测方法。
背景技术
工业废水中游离的无机阳离子(特别是重金属离子)的分析测定，对人类生存环境和人体健康具有十分重要的现实意义。目前测定无机阳离子的常用方法是原子吸收光谱法(AAS)，该方法灵敏度高，但设备昂贵，样品预处理复杂，分析时间长，且每次操作只能进行单个元素的测定，不能对多种组分进行同时测定，而毛细管电泳技术可以有效地克服AAS的上述缺点。
毛细管电泳(CE)又称高效毛细管电泳(HPCE)，是离子或荷电粒子以电场为驱动力，在毛细管中按其淌度或/和分配系数不同进行高效、快速分离的一种电泳技术。该方法具有高效、快速、样品和溶剂消耗量少、分析成本低，分离时间短，操作简便，环境污染小，能进行连续和多参数测定等优点，已被广泛应用于无机离子的分析测定。但CE对于实际水样中无机阳离子的分析测定，国内主要集中在饮用水、湖水等，对于电镀废水中无机阳离子分析测定的报道较少。范银萍等采用可视移动中和反应界面离线富集-毛细管电泳法，分离检测了电镀废水中的Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Cr3+等金属离子，但该方法分离时间长(约17min)，通量低。由于金属离子一般具有较大淌度，但不同金属离子间淌度差异较小，不利于分离。通常需要对分离条件进行优化，从而增大不同离子间有效淌度的差异，最终实现有效分离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电镀废水中阳离子快速检测方法，该方法能够增大不同阳离子之间有效淌度的差异，实现有效分离的同时还能够保证分离的速率，缩短阳离子分离时间，最终能够在7min内实现11种阳离子的基线分离，进而能够准确定性和定量这11种阳离子。在短时间内能够实现11种离子的基线分离，是现有分离或检测技术还不能实现的技术手段，具有突出的实质性特点和显著的进步。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种电镀废水中阳离子快速检测配方液，包括咪唑14-18mmol/L，乙醇酸18-22mmol/L，酒石酸1.5-2.5mmol/L和18-冠醚-6 1-3mmol/L，其中配方液的pH值为3.8-4.2。
进一步的，包括咪唑14mmol/L，乙醇酸18mmol/L，酒石酸2mmol/L和18-冠醚-6 3mmol/L，其中配方液的pH值为4.0。
毛细管电泳主要是根据被分析离子的有效淌度不同来进行分离的。金属离子一般具有较大淌度，但不同阳离子，特别是金属离子间淌度差异较小，不利于分离。通过加入络合剂，根据络合剂与金属离子的络合作用大小不同来改变离子的有效淌度，从而增大不同金属离子间有效淌度的差异，最终实现有效分离。对于本发明中分析的11种离子，选择乙醇酸作为络合剂能使得全部的11种离子有效淌度的差异足够大。Cu2+的有效淌度最小，NH4+和K+有效淌度最大且非常接近。同时，它们与其它8种离子的有效淌度差异足够大，整个实验中都可以和这8种离子很好地分离。在上述选定的配方条件下，Ca2+/Na+的分离度还未达到基线分离(R≥1.5)。酒石酸能较好实现迁移率相近的Ca2+、Na+ 、Mg2+的分离。通过实验发现，加入适量的酒石酸，可以实现三者间达到基线分离，且出峰顺序由Ca2+、Na+ 、Mg2+变为Na+ 、Mg2+、Ca2+。
NH4+和K+有效淌度非常相似，需要采用合适的络合剂才能分离。18-冠醚-6是一种弱络合剂，它对K+有较高的分离选择性，能与K+形成稳定的包合络合物。实验证明，加入3 mmol/L的18-冠醚-6，可以实现NH4+和K+的分离。
由于大多数无机阳离子没有紫外吸收，在用间接紫外检测法时，需要在背景电解质中加入紫外生色剂。咪唑是一种杂环化合物，它的电泳淌度与大多数金属离子较为匹配，且化学性质相对稳定。此外，它在水中的溶解度很大，不会对分离体系产生明显影响。
检测配方液pH是毛细管电泳分离的重要影响因素，其主要表现在影响本体溶液的电渗流(EOF)和金属离子与络合剂之间的络合平衡。实验发现较低的pH值还有利于抑制毛细管壁的吸附效应，降低了吸附对分离和测定的影响。
用上述配方液检测的一种电镀废水中阳离子快速检测方法，包括以下几个步骤：
(1)配制待测阳离子的标准溶液：称取适量的待测阳离子化合物配制成1000mg/L的标准储备液;
(2)配制缓冲液：将适量的咪唑、乙醇酸、酒石酸和18-冠醚-6配制缓冲液，再用10mol/L醋酸或0.1mol/L NaOH调整其pH为3.8-4.2，最终得到快速检测配方液;实验发现用盐酸调节pH时不能使这11种离子有效分离，而醋酸调节pH时分离效果得到改善，故选择醋酸作pH调节剂。
(3)对待测阳离子液体进行超声脱气，再过滤处理后，虹吸进样。
进一步的，进样高度为10cm，进样时间为20s。
进一步的，分离电压为18-20kV，紫外线检测波长为214nm。
本发明的技术构思是在基于高效毛细管电泳法的基础上结合间接紫外检测法，以咪唑为紫外生色剂，乙醇酸为络合剂，酒石酸和18-冠醚-6作为添加剂，系统地研究了11种无机阳离子的毛细管电泳同步分离和检测。本发明涉及到的11种阳离子为NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Cr3+、Cd2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+。
综上，本发明的有益效果是：
1、本发明基于高效毛细管电泳法的基础上结合间接紫外检测法，以咪唑为紫外生色剂，乙醇酸为络合剂，酒石酸和18-冠醚-6作为添加剂，能够增大不同阳离子之间有效淌度的差异，实现有效分离的同时还能够保证分离的速率，缩短金属离子分离时间，最终能够在7min内实现11种离子的基线分离，进而能够准确快速的检测出废水中的阳离子。
2、本发明采用醋酸调节pH，使得分离效果得到改善。