重金屬離子固相萃取和分離技術(shù)

1、重金屬離子的固相萃取和分離技術(shù)開題報告選題背景及意義重金屬污染及危害隨著物質(zhì)文明的發(fā)展，人們產(chǎn)生的垃圾也越來越多。其中有水污染、土壤污染、固體污染 等。而有一種污染牽涉在這三種污染內(nèi)即重金屬污染，一般以天然濃度廣泛存在于自然 界中，但由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重 金屬如鉛、汞、鎘、鉆等進(jìn)入大氣、水、土壤中，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。以各種化學(xué)狀 態(tài)或化學(xué)形態(tài)存在的重金屬，在進(jìn)入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會存留、積累和遷移，造成危 害。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃。部稍谠孱惡偷啄嘀蟹e累，被魚和貝的體表 吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。如日本的水俁病，就是因為燒

2、堿制造工業(yè)排放的廢水中含有汞，在經(jīng)生物作用變成有機(jī) 汞后造成的；又如痛病，是由煉鋅工業(yè)和鎘電鍍工業(yè)所排放的鎘所致。汽車尾氣排放的 鉛經(jīng)大氣擴(kuò)散等過程進(jìn)入環(huán)境中，造成目前地表鉛的濃度已有顯著提高，致使近代人體 內(nèi)鉛的吸收量比原始人增加了約100倍，損害了人體健康。重金屬介紹比重大于4或5的金屬，約有45種，如銅、鉛、鋅、鐵、鉆、鐐、釩、鈮、鉭、鈦、 錳、鎘、汞、鴇、鑰、金、銀等。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元 素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動所必須，而且所有重金屬超過一定 濃度都對人體有毒。現(xiàn)有的重金屬離子提取方法微生物富集高梯度磁選法2土壤淋洗法3.固相萃取其中固

3、相萃取被廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品中痕量金屬離子和微量有機(jī)污染物的分離與富集。固相萃取也稱液一固萃取，它是建立在液相色譜理論基礎(chǔ)上的一種分離、純化方法，其主要分離模 式也與液相色譜相同，可分為正相吸附劑極性大于洗脫液極性、反相吸附劑極性小于洗 脫液極性、離子交換和吸附。固相萃取技術(shù)設(shè)備簡單，能將分離和濃縮合為一步，是目 前樣品前處理最簡捷、高效、靈活的一種手段。雖然載體種類繁多但常用的吸附劑缺乏分離的專一性，對成分復(fù)雜的樣品難以達(dá)到預(yù)期分 離效果。有些檢測需要達(dá)到一定的含量，所以需要富集，但一般固相萃取方法做不到，研 究如何簡單、高效的分離重金屬將是本課題研究的重點。分子離子）印跡技術(shù)此 技 術(shù) 是

4、固 相 萃 取 的一個 升 華， 分子印跡聚合物對目標(biāo)物有較高的選擇性而可進(jìn)行手性分離，又具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐 酸、堿及熱的穩(wěn)定性而將其視為性能優(yōu)良的吸附劑，并可富集痕量的目標(biāo)再用于檢測。彌 補了一般固相萃取的缺陷。原理是如圖），E印跡分子和功能單體（functionarionomer通過共價鍵（covalenbond或/ 和非共價鍵（non-covalentond形成可逆的化合物或復(fù)合物（complex;然后通過加入交聯(lián) 劑（cross-linker并在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的共聚物，將該化 合物或復(fù)合物固定在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；最后在一定條件下除去印跡分子，就在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中

5、 留下一個與印跡分子在空間結(jié)構(gòu)上完全匹配，并含有與模板分子專一結(jié)合功能基的三維空 穴。在吸附時這個三維空穴可以特異性地重新與印跡分子再結(jié)合，即對印跡分子具有專一 性識別作用。6.刖人對重金屬污染做出的努力研究人員研究課題研究成果中北大學(xué)化學(xué)工程系的安富 強(qiáng)、高保嬌等硅膠表面銅（II離子印跡聚乙烯亞胺的 制備及結(jié)合特性研究制備了復(fù)合型銅（11離子印 跡材料。桂林工學(xué)院材料與化學(xué)工程系 的劉崢.溫玉清.黃美春銅離子印跡聚合物的制備及吸附性能制得銅離子印跡聚合物哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系的 朱建華，李欣，強(qiáng)亮生銅（11離子印跡聚合物的制備及性能應(yīng)用乳液聚合方法制備了銅 （11離子印跡聚合物，并對 其性

6、能和吸附機(jī)理進(jìn)行了研 究。安慶師范學(xué)院/安徽師范大學(xué)鈷離子印跡聚合物的制備及性能研究采用表面印跡法合成出鈷離化學(xué)與材料學(xué)院的汪竹青，吳 根華.汗婕.干冬香.干培三子印跡聚合物安徽建筑工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與 工程系的謝發(fā)之，張俊，唐海 鷗硫代乙酰胺-聚苯乙烯樹脂吸附劑制備及 其對鉛、鎘、銅、鐐、鐵的萃取有效萃取柱分離富集環(huán)境水樣中痕量的Pb、Cd、Cu、Ni和Fe離子WittayaNgeontae,WanlapaAeungmaitrepirom Thawatchai Tuntulanichemically modified silica gel wit aminothioamidoanthraqui

7、none forsolid p extraction and preconcentrationof Pb(II,Cu(II, Ni(II, Co(II and Cdh研究硅膠化學(xué)鍵與硫化氨基 ha蒽醌對鉛(II，銅(II，鐐 ,TTqi.鉆(i和鎘(i離子 (II的吸附Y(jié)ongwen Liu, Yong Guo, Xiju Chang, Shuangming Meng, Dong Yang, and Bingjun Dini Column Solid-Phase Extractionwith 2 Acetylmercaptophenyldiazoaminoazobenze (AMPDAAImp

8、regnated Amberlite XAD-4 and Determination of Trace HeavyMetal Natural Waters by Flame Atomic Absorpt Spectrometry-研究一種固相萃取整體柱，n哦發(fā)現(xiàn)用來富集在天然水樣 品中 Cd, Co, Cu, N和 Zn離s in子ionMehrorangGhaedi,Khodabakhsh Niknam, Ardeshi Shokrollahi,Ebrahim Niknam, Hamed Ghaedi , Mustafa SoylakA solid phase extraction proc

9、edure for Cu2+ and Zn2+ ions on2-phenyH1benzo d imidazole loaded on TritonX-1 coated polyvinyl chloride-研院了一個新的固相萃取方 法用來富集痕量重金屬離 00-子，這個方法是用來吸附 Fe3+, Cu2+和 Zn2+Volkan Numan Bulut , Ali Gundogdu b, Celal Duran , Hasan Basri Senturk , Mustafa Soylak , LatifElci , Mehmet TufekciA multi-element solid-ph

10、ase extract method for trace metalsdetermination environmental samples on Amberlite XA 2000ion種用裝滿 Amberlite XAD 讓2000樹脂的方法富集一些D-痕量過渡元素Mustafa Soylak , Mustafa Tuzen , Durali Mendil , Ibr TurkekulBiosorption of heavy metalAspergillus ihiumigatusimmobilizedDiaion HP-2MG resi for their atomic absorpti

11、onspectrome determinations固定在多孔性甲基丙烯酸的 】合成吸附甲醛系樹脂的煙曲 tric 霉菌吸附 Cu(II, Ld(IIZn(II,Fe(III,Ni(和Co(II離子Durali Mendil , Mustafa Tuz Canan Usta , Mustafa Soylaken , A new solid phase extractant for preconcentrationof heavy metal ions environmental samples蘇云金芽孢桿菌以色列變種 1固定在紅色硅藻土色譜載體 分離富集鎘II)，鉛 II),錳II),鉻 II

12、I),鐐II)和鉆,Pt(IV, Pd (和 重金屬離子Ni(II,Zn(II,Fe(III, CuPb(II, Cd(I和 Co(II的一 種特殊的活性炭吸附劑II,7.選題意義近年來，固相萃取中的分子印跡技術(shù)還處于起步階段，許多方面還有待完善和提高。我們所做的研究工作與已有技術(shù)相比，其創(chuàng)新性和優(yōu)點主要在于以下幾個方面：實驗內(nèi)容實驗?zāi)康?.通過金屬離子印跡環(huán)氧樹脂基整體柱的制備，并以產(chǎn)品吸附樣品中的金屬離子，測試其吸附能力，進(jìn)而做回收率測試等研究。找出離子印跡聚合物作為固相萃取吸附劑的優(yōu)缺點。實驗原理由于金屬離子印跡環(huán)氧樹脂整體柱存在特異性三維空穴具有記憶功能，因而可以吸附相應(yīng)的金屬離子，通

13、過測量離子吸附量，可以測定回收率。實驗安排制備兩種整體柱，一種以環(huán)氧樹脂、二乙烯三胺、PEG-1540為原料。一種以環(huán)氧樹脂、硫 脲和二乙烯三胺的縮合物、PEG-1540為原料。以多種重金屬離子為模板，分別制備出 Cu2+、Cd2+、Pb2+、Co2+和Ni2+離子印跡整體柱，對吸附調(diào)價進(jìn)行優(yōu)化后，然后進(jìn)行靜態(tài)吸附 實驗，對其含有的毒性重金屬離子進(jìn)行高倍率的富集分離，得到能夠符合ICP-AES等儀器 分析檢測要求的高濃縮離子濃度以進(jìn)行測定。本實驗優(yōu)點與創(chuàng)新1）采用放熱少、反應(yīng)慢的逐步聚合反應(yīng)制備出尺寸更大、性能更優(yōu)越的環(huán)氧樹脂整體柱；2）由于能夠制備出尺寸更大的整體柱，因此可以用作固相萃取材料

14、，充分發(fā)揮整體柱高效率、高 通量的優(yōu)勢；3）在定量富集分離的基礎(chǔ)上，結(jié)合分子印跡技術(shù)可以大大提高固相萃取的選擇性，使預(yù)處理后的 樣品溶液基體非常簡單；4）設(shè)計合適的在線聯(lián)用和接口裝置，將選擇性富集在整體柱上的目標(biāo)分析物定量解讀后，直接用 于色譜進(jìn)樣；,Cu(II, Ni(II, Co(II and Cd(II Talanta 71 (2E0S2 10758劉崢，溫玉清，黃美春銅離子印跡聚合物的制備及吸附性能桂林工學(xué)院學(xué)報200701Yongwen Liu, Yong Guo, Xijun Chang, Shuangming Meng, Dong Yang, and BingjunDinColu

15、mn Solid-Phase Extractionwith 2-Acetylmercaptophenyldiazoaminoazobenzene (AMPDAAImpregnated Amberlite XAD-4 and Determination of Trace HeavyMetals in NaturalWaters by Flame Atomic AbsorptionSpectrometryMicrochimActa 149, 95 -01 (2005DOI 10.1007/s00604-004-0296-1Mehrorang Ghaedi , Khodabakhsh Niknam,

16、 Ardeshir Shokrollahi ,Ebrahim Niknam, HamedGhaedi , Mustafa Soylak A solid phase extraction procedure for Fe3+, Cu2+ and Zn2+ ions on2- phenyl-H-benzod imidazoleloaded on TritonXT00-coatepolyvinylchlorideJournalof Hazardous Materials 158 (2008 1361Volkan Numan Bulut , Ali GundigdiCelal Duran , Hasa

17、n Basri Senturk ,Mustafa Soylak , Latif Elci , Mehmet Tufekci A multi-element solid-phase extraction method for tracemetalsdeterminatioim environmentalsamples on Amberlite XAD-2000Journal of Hazardous Materials 146 (2007 16i5MustafaSoylak, Mustafa Tuzen , DuraliMendil , IbrahimTurkekulBiosorptiocuf

18、heavy metals on Aspergillusfumigatus immobilizedDiaion HP-2MG resin for their atomic absorptionspectrometric determinationsTalanta 70 (200635 1129DuralMendil , MustafaTuzen , Canan Usta , MustafaSoylakBacillusthuringiensisir. israelensimmobilized on Chromosorb101: A new solid phase extractant for pr

19、econcentrationofheavy metal ions in environmental samplesournal of Hazardous Materials 1506(2008 357J.A. Bornhorst, G.A. McMillin Trace and toxic elemental testing in the clinical laborator Labmedicine 37 (2006 69695.P. Tume, J. Bech, L. Longan, L. Tume, F. Reverter,J. Bech, B. Sepulveda,Baseline concentrations of potentially toxic elements in natural surface soils in Torrelles (Spain, Envi Forensics 7 (2006 3695.E. Seslijrace