火焰原子吸收光谱法测定水中镍（Ⅱ）元素的含量
- 发布时间：2020/9/21 16:48:02
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摘要：应用D-412 鳌合树脂作富集柱填充物，将在线分离富集装置与原子吸收光谱联用测定水中Ni（Ⅱ）元素的含量。对富集柱的填充方式、测试的*酸度、洗脱液的选择以及洗脱液浓度、进样速度等进行了试验优化。在*实验条件下，当样品进样20mL时，镍的测定灵敏度可提高25倍；线性范围0~50μg/L，该方法的检出限 (3S，n=11)0.35μg/L，回收率为96%-101%，相对标准偏差2.5%~3.1%。将该方法用于水样中Ni（Ⅱ）元素含量的测定，结果满意。
关键词：D-412鳌合树脂；流动注射；原子吸收光谱；水; 镍
中图分类号: O657.3 文献标识码: A
镍(Ni)是一种常见的过渡元素, 也是人类、动植物新陈代谢过程中必需的微量元素。水中镍是环保水质监测的分析项目, 我国 GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》中镍的zui高允许量为0. 02 mg / L[1]
目前，水中镍的检测方法有分光光度法[2-4]，火焰原子吸收法[5-6]，石墨炉原子吸收法[7-8]，电感耦合等离子体光谱法[9-10]，色谱法[11-12]以及其它分析方法[13-16]。本文采用D412螯合树脂作为富集柱的填充材料，研究了在线富集分离装置和火焰原子吸收光谱法联用测定水样中镍（Ⅱ）元素的含量。实验优化了流动注射在线预富集的试验条件，包括富集柱填充方式,试验的酸度,洗脱液种类,洗脱液酸度,洗脱速度,进样速度。同时对富集柱所用材料的吸附容量以及富集柱的*稳定性进行了研究。在*试验条件下,进行了水样中镍含量的测试,结果满意。该方法具有灵敏、快速、重现性好等特点。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
SP-3801火焰原子吸收光谱仪（上海光谱仪器有限公司）
SP-3980在线富集分离装置（上海光谱仪器有限公司）
PHS-3B 精密pH 计 (上海雷磁仪器厂)；
镍空心阴极灯（河北宁强光源有限公司）
镍标准溶液:1.000g/L（上海计量测试研究总院）
试剂：硝酸、盐酸为优级纯，氨水、乙醇、醋酸铵等所用试剂均为分析纯；实验用水为
二次去离子水。
1.2 仪器工作条件
测定波长232.0nm，光谱带度0.7nm，灯电流3.0ｍＡ，空气流量7L/min,乙炔流量1.4L/min,燃烧头高度7.5mm，氘灯扣背景。1.3 富集柱的制备
D412螯合树脂的预处理：将D412螯合树脂过孔径为0.125mm筛，用水漂洗后浸泡于乙醇（95+5）溶液中放置一晚，次日再用水漂洗，然后依次用3mol/L硝酸、水、0.2mol/L乙酸铵溶液浸泡漂洗，自然晾干后备用。
装柱：使用长度10cｍ聚乙烯软管或硅橡胶软管（软管的外径为5mm，内径3mm）一端用处理过的海绵封住，切面离端口的距离为1cｍ，灌入0.2克的D412螯合树脂，另一短的切面离端口的距离也为1cｍ，两端分别与流动注射系统的阀门相连接。富集柱的形状见图1。
图1. 富集柱
1.4 样品溶液的制备
水样品加硝酸（2+98）溶液固定，适用0.45μm的滤纸过滤。移取水样50ml至100ml容量瓶中，用0.4mol/L的乙酸铵溶液定容，混匀后待用。
2 结果与讨论
2.1 流动注射在线条件的优化选择
2.1.1 D412树脂的吸附容量
本文对D412树脂吸附镍（Ⅱ）的效果进行了实验研究，实验测的D412树脂吸附容量为:150mg/g，即1克树脂zui大可吸附镍（Ⅱ）150mg。
2.1.2富集柱的填充方式选择
分别采用湿法和干法法进行柱子的填充。湿法填充即树脂在潮湿的情况下进行填充，干法填充即树脂在干燥的情况下进行填充。湿法填充费事，费时。干法填充方便，。因此，实验使用的富集柱采用干法填充。
2.1.3 样品介质酸度的影响
螯合树脂含有弱酸性的亚胺基二乙酸活性基团，溶液的酸度直接影响其对Ni（Ⅱ）的富集程度。用乙酸铵溶液和氨水调节样品的pH值，经过富集、洗脱和测定，试验选择吸附介质酸度为pH=6。
2.1.4进样速度的选择
采用蠕动泵进样方式，通过改变蠕动泵转速调整进样速率，同时改变进样时间保持进样量为20mL。结果表明：进样速率不大于5mL·min-1 时，富集柱吸附效果佳。试验选择进样速率为5mL·min-1 。
2.1.5 洗脱溶液的选择
硝酸、盐酸作为洗脱液，进行了研究。结果表明，硝酸及盐酸均可有效洗脱Ni（Ⅱ），本实验选择硝酸作为洗脱液。
2.1.6 洗脱液酸度的选择
试验选择硝酸作洗脱液，在固定其它条件的情况下，研究了不同浓度洗脱液对镍（Ⅱ）洗脱效果的影响。实验表明：当洗脱液浓度在3mol·L-1及以上时，镍（Ⅱ）的洗脱效果达到平稳状态((见图2))。故选择3mol·L-1硝酸溶液作为洗脱液。
图2. 洗脱液浓度对镍(Ⅱ)洗脱效果的影响
2.1.7 洗脱液用量的选择
试验选择硝酸作洗脱液，在固定其它条件的情况下，考察了不同体积的洗脱液对洗脱效果的影响,实验结果见下表2。 本实验选择2.5毫升洗脱液进行洗脱。.
表2:洗脱液用量对吸光度的影响
洗脱液（mL) | 2.5 | 5 | 7.5 | 10 |
吸光度(A) | 0.2126 | 0.1973 | 0.1934 | 0.1888 |
2.1.8 洗脱速度的选择
固定其它条件不变，研究了不同洗脱速度情况下，洗脱速度对洗脱效果的影响。经实验测试得到如下结论：当洗脱速度为此时7.5mL/min时，洗脱效果*(见表3)。
表3:洗脱速度吸光度的影响
洗脱速度(mL/min) | 30 | 15 | 10 | 7.5 | 6 |
吸光度(A) | 0.073 | 0.1019 | 0.1267 | 0.1633 | 0.1626 |
2.2 干扰实验
按试验方法对50μg·L-1镍（Ⅱ）标准溶液进行测定，当相对误差在±５％以内时，下列共存离子不干扰测定：30g·L-1 Na+, 10 g·L-1 K+, 0.2g·L-1 Mg2+, 0.2 g·L-1Ca2+, ,10 g·L-1SO42-, 5 g·L-1 HCO3-,50 g·L-1 Cl-不干扰测定。
2.3 标准曲线、检出限和富集系数
按试验方法对0，2.5，5，10，20，30，50μg·L-1的镍（Ⅱ）标准溶液进行测定。镍（Ⅱ）的质量浓度在50μg·L-1以内呈线性，线性回归方程为A＝0.0044ρ＋0.0052，相关系数0.9994。以空白溶液11次测定的标准偏差的3倍求得检出限为0.35μg·L-1。100μg·L-1镍（Ⅱ）标准溶液20mL经富集、洗脱，测定结果与未经富集洗脱的溶液相比，富集系数约为25。
3. 样品测定
按照*实验条件对自来水及河水中样品中镍(II)的含量进行测定，同时做加标回收实验，测结果见表4。
表4:分析结果
样品名称 | 测试结果（μg/L） | 加标量（μg/L） | 总量（μg/L） | 回收率 | 精密度 |
自来水 | 3.5 | 10 | 13.1 | 96% | 3.1% |
河 水 | 19 | 10 | 29.1 | 101% | 2.5% |
4.结 论
采用流动注射在线富集分离与火焰原子吸收联用,在试验选择的*工作条件与参数下, 当样品进样20mL时，镍的测定灵敏度可提高25倍；线性范围0~50μg/L，该方法的检出限 (3S，n=11)0.35μg/L，回收率为96%-101%，相对标准偏差2.5%~3.1%。将该方法用于水样中Ni（Ⅱ）元素含量的测定，结果满意。
参考文献
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The Determination of Nickel in water by FI-Online-Enrichment Flame Atomic Absorption Spectrometry
Zhao Yong-qiang1, Zhu Xiu-juan2, Liu Zhi-gao1, Chen Jian-gang1,Hu Gang 2
1. Shanghai spectrum instrument limited company, Shanghai, 200233
2. Shanghai normal university, Shanghai, 200235
Abstract: Trace amounts of Nickel in water have been determinated by by FI-Online-Enrichment fame atomic absorption spectrometry on a microcolumn packed with D-412 chelating resin. The concentration factor is 25. The linear range is 0~50μg/L and RSD is 2.5%~3.1%. Satisfactory results could be obtained in the determination of trace amounts of Nickel in water.
Keywords: D-412 chelating resin; Atomic absorption spectrometry; water; Nickel