一种快速检测废水中痕量铜的方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102519947 A (43)申请公布日 2012.06.27 CN 102519947 A *CN102519947A* (21)申请号 201110355491.8 (22)申请日 2011.11.10 G01N 21/78(2006.01) G01N 1/28(2006.01) (71)申请人 昆明孚锐特经贸有限公司 地址 650000 云南省昆明市高新区海源中路 南区G-1地块戛纳小镇AC幢DB-3-2号 (72)发明人 郑伟 邢伯杨 郑天宇 杨亚玲 (74)专利代理机构 昆明协立知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 53108 代理人 谢嘉 (54) 发

2、明名称 一种快速检测废水中痕量铜的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种快速检测废水中痕量铜 的方法。先将铜与二乙基二硫代氨基甲酸钠 (DDTC-Na)反应， 再用分散液液微萃取(DLLME)对 样品中 Cu-DDTC 络合物进行分离富集， 形成黄色 络合物富集于离子管低部， 对比标准铜含量， 进行 样品中痕量铜检测， 检出限为 5g/L。本发明的 方法操作简单， 检测灵敏度高， 络合剂 DDTC 无色， 易于观察， 检测时间短， 不需要复杂设备即可进行 痕量铜测定， 是一种简便、 快速、 准确的分析方法， 具有广泛的应用前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (1

3、9)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种快速检测废水中痕量铜的方法， 包括以下步骤 ： (1) 将 5mL 废水样品和 5mL 含铜标准溶液分别置于容器中， 在标准溶液和废水样品中 分别加入 1mL 的 DDTC-Na， 并用醋酸 - 醋酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5， 使两种溶液分别形成 DDTC-Cu 络合物 ； (2) 取 100L 萃取剂和 0.5mL 分散剂各两份， 分别混匀 ； 所述的萃取剂为 ： 四氯化碳、 氯仿或二氯甲烷 ； 所述的分散剂为 ： 乙腈、 甲醇、 丙酮、 非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯

4、基醚 Triton X-100 或 Triton X-114 ； (3) 取步骤 (2) 所得混合液分别注入步骤 (1) 的标准溶液容器和废水样品容器中， 超 声、 离心后备检 ； (4) 比较离心后两种溶液的颜色， 如果废水样品的颜色高于标准溶液， 则说明废水样品 中铜含量小于标准溶液中的铜含量， 反之则说明废水样品中铜含量大于标准溶液中的铜含 量。 2. 根据权利要求 1 所述的快速检测废水中痕量铜的方法， 其特征在于 ： 步骤 (1) 中所 述的废水样品包括含铜矿物废水、 工业废水或生活废水， 含铜标准溶液浓度为 5 50g/ L， DDTC-Na 浓度为 20 50g/mL。 3. 根

5、据权利要求 1 所述的快速检测废水中痕量铜的方法， 其特征在于 ： 步骤 (3) 中的 超声时间为 3 10min， 超声频率为 35 53kHz ； 离心时间为 3 10min， 离心转速 2000 10000r/min。 权 利 要 求 书 CN 102519947 A 2 1/3 页 3 一种快速检测废水中痕量铜的方法 技术领域 0001 本发明属于分析化学领域， 具体是涉及一种快速检测废水中痕量铜的新方法。 背景技术 0002 重金属元素会对生态环境和人体健康产生影响， 准确检测环境样品中的重金属元 素变得日趋重要。铜是一种重要的重金属元素， 其对藻类、 真菌、 细菌和病毒等生态有机体

6、 是有毒的， 铜也被怀疑会对婴幼儿的肝脏造成损害。 矿物废水、 工业废水和生活废水都可能 是铜的来源。 0003 废水中痕量元素的浓度非常低且基体干扰不能完全消除， 废水中铜的测定也存在 基体干扰、 浓度低 ( 有时在 g/L 级别 ) 的问题， 因而测定前分离富集的样品前处理技术显 得非常重要。 0004 目前对金属离子的样品前处理技术主要采用的有液液萃取 (LLE)、 固相萃取 (SPE)、 固相微萃取 (SPME)、 浊点萃取 (CPE) 和分散液液微萃取 (DLLME)。分散液液微萃取 是一种新型的样品前处理技术， 具有有机溶剂用量少， 操作简单， 萃取时间短和富集倍数高 等优点， 是

7、一种简单可靠、 环境友好的样品前处理技术。 DLLME与各种色谱技术、 光谱技术联 用能达到很低的检测限， 但仪器和耗材昂贵， 操作复杂需要专业技术人员， 对于普遍应用还 是具有一定的困难。 建立一种灵敏、 快速、 简便的检测废水样中痕量铜方法， 对生态环境、 人 体健康有重要的意义。 发明内容 0005 本发明的目的在于针对现有技术的不足， 提供一种快速检测废水中痕量铜的方 法， 在保证检测准确度和灵敏度的同时， 降低检测成本， 缩短检测时间。 0006 本发明的目的通过以下技术方案予以实现。 0007 除非另有说明， 本发明所采用的百分数均为重量百分数。 0008 一种快速检测废水中痕量铜

8、的方法， 包括以下步骤 ： 0009 (1)将5mL废水样品和5mL含铜标准溶液分别置于容器中， 在标准溶液和废水样品 中分别加入 1mL 的 DDTC-Na， 并用醋酸 - 醋酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5， 使两种溶液分别形成 DDTC-Cu 络合物 ； 0010 (2)取100L萃取剂和0.5mL分散剂各两份， 分别混匀 ； 所述的萃取剂为 ： 四氯化 碳、 氯仿或二氯甲烷 ； 所述的分散剂为 ： 乙腈、 甲醇、 丙酮、 非离子表面活性剂聚乙二醇辛基 苯基醚 Triton X-100 或 Triton X-114 ； 0011 (3)取步骤(2)所得混合液分别注入步骤(1)的标准溶液容器

9、和废水样品容器中， 超声、 离心后备检 ； 0012 (4) 比较离心后两种溶液的颜色， 如果废水样品的颜色高于标准溶液， 则说明废水 样品中铜含量小于标准溶液中的铜含量， 反之则说明废水样品中铜含量大于标准溶液中的 铜含量。 说 明 书 CN 102519947 A 3 2/3 页 4 0013 步骤 (1) 中所述的废水样品包括含铜矿物废水、 工业废水或生活废水， 含铜标准 溶液浓度为 5 50g/L， DDTC-Na 浓度为 20 50g/mL。 0014 步骤 (3) 中的超声时间为 3 10min， 超声频率为 35 53kHz ； 离心时间为 3 10min， 离心转速 2000

10、10000r/min。 0015 相对于现有技术， 本发明具有以下显著优点 ： 0016 1、 本发明利用铜与络合剂形成有色的疏水性化合物， 经分散液液微萃取， 将铜络 合物富集在体积很小的萃取剂中， 富集倍数达 80 倍， 富集前， 溶液无色， 富集后， 溶液显黄 色， 颜色明显， 易于观察， 检测限可达 5g/L ； 0017 2、 由于所选络合剂二乙基二硫代氨基甲酸钠本身无色， 空白对测定的干扰几乎没 有 ； 同时与铜常见共存离子 Ni2+、 Co2+、 Zn2+、 Mn2+等相同量时几乎无干扰， 方法具有很强的选 择性 ； 0018 3、 检测速度快， 检测范围宽， 灵敏度高， 准确率

11、高， 选择性好 ； 0019 4、 无需购置昂贵的检测仪器， 只需配备离心机与超声波仪即可完成检测 ； 0020 5、 操作方法简单， 对操作人员无特殊技术要求。 具体实施方式 0021 下面结合实施例对本发明作进一步地说明， 但本发明的保护范围并不限于此。 0022 实施例 1 0023 将5mL矿物废水和浓度分别为5、 10、 15、 20、 50g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL 置于具塞尖底离心管中， 每个离心管中加入浓度为 30g/mL 的 DDTC-Na 溶液各 1mL， 并用 醋酸 - 醋酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5 ； 将 100L 四氯化碳和 0.5mL 丙酮混匀 ； 用

12、注射 器吸取步骤的混合液， 迅速注入步骤的离心管中， 35kHz 下超声 10min， 形成均匀的乳 浊体系 ； 将步骤的离心管在 6000r/min 条件下离心 5min， 破乳， 萃取剂在离心管底部形 成一滴， DDTC-Cu 络合物被萃取到这一滴萃取剂中 ； 相同条件下， 将矿物废水在离心管低 部形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较， 废水形成的一滴的颜色比 50g/L 标准铜溶液形成的颜色深， 矿物废水 Cu2+含量高于 50g/L。 0024 实施例 2 0025 将5mL工业废水和浓度分别为5、 10、 15g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具 塞尖底离心管中

13、， 每个离心管中加入浓度为20g/mL的DDTC-Na溶液各1mL， 并用醋酸-醋 酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5 ； 将 100L 氯仿和 0.5mL 乙腈混匀 ； 用注射器吸取步骤的 混合液， 迅速注入步骤的离心管中， 50kHz 下超声 4min， 形成均匀的乳浊体系 ； 将步骤 的离心管在 4000r/min 条件下离心 7min， 破乳， 萃取剂在离心管底部形成一滴， DDTC-Cu 络合物被萃取到这一滴萃取剂中 ； 相同条件下， 将工业废水在离心管低部形成一滴黄色 溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较， 废水形成的一滴的颜色介于 15-20g/L 标准铜溶液形成的颜色间， 工业

14、废水 Cu2+含量介于 15-20g/L 间。 0026 实施例 3 0027 将5mL生活废水和浓度分别为5、 10、 15g/L的Cu2+标准系列溶液各5mL置于具 塞尖底离心管中， 每个离心管中加入浓度为25g/mL的DDTC-Na溶液各1mL， 并用醋酸-醋 酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5 ； 将 100L 二氯甲烷和 0.5mL Triton X-100 混匀 ； 用注射 说 明 书 CN 102519947 A 4 3/3 页 5 器吸取步骤的混合液， 迅速注入步骤的离心管中， 40kHz 下超声 6min， 形成均匀的乳浊 体系 ； 将步骤的离心管在 8000r/min 条件下离

15、心 5min， 破乳， 萃取剂在离心管底部形成 一滴， DDTC-Cu 络合物被萃取到这一滴萃取剂中 ； 相同条件下， 将生活废水在离心管低部 形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较， 废水形成的一滴的颜色介于 10-15g/L 标准铜溶液形成的颜色间， 工业废水 Cu2+含量介于 10-15g/L 间。 0028 实施例 4 0029 将 5mL 生活废水和浓度分别为 5、 10g/L 的 Cu2+标准系列溶液各 5mL 置于 具塞尖底离心管中， 每个离心管中加入浓度为 20g/mL 的 DDTC-Na 溶液各 1mL， 并用醋 酸 - 醋酸钠缓冲溶液调整 pH 为 5 ； 将

16、 100L 四氯化碳和 0.5mL 甲醇混匀 ； 用注射器 吸取步骤的混合液， 迅速注入步骤的离心管中， 53kHz 下超声 4min， 形成均匀的乳浊体 系 ； 将步骤的离心管在 5000r/min 条件下离心 8min， 破乳， 萃取剂在离心管底部形成 一滴， DDTC-Cu 络合物被萃取到这一滴萃取剂中 ； 相同条件下， 将生活废水在离心管低部 形成一滴黄色溶液和标准系列溶液形成的一滴溶液色阶比较， 废水形成的一滴的颜色小于 5g/L 标准铜溶液形成的颜色， 生活废水 Cu2+含量小于 5g/L。 0030 以上实施例与原子吸收光谱法比较结果见表一。 0031 表一 0032 0033 由表 1 结果可知 ： 用本发明测定的废水铜含量与国家标准采用的火焰原子吸收光 度法测定的铜含量结果较吻合， 说明方法具有可靠性。该方法所测定的含铜废水的检测限 用其他比色法是无法达到的。 说 明 书 CN 102519947 A 5