以包夾有丁二酮肟的PVC膜粘附在717強堿性陰離子交換樹脂上為固定相,萃取色譜法分離富集礦樣中的微量鈀,以10%乙二胺-2%氫氧化鈉溶液洗脫,用原子吸收光譜法測定。這種方法回收率在92.4%~98.9%之間。
鈀在自然界各環(huán)境要素中含量一般較低,因此分離富集一直是測定過程的重要部分。包夾有丁二酮肟的PVC膜粘附在717樹脂上,制成一種復(fù)膜樹脂,成功地實現(xiàn)了鈀的分離富集。該復(fù)膜樹脂對鈀的吸附容量大,富集倍數(shù)高,選擇性好。
一、實驗部分
儀器和試劑
WFX2120原子吸收分光光度計;鈀空心陰極燈;磁力攪拌器;pHS-3C精密酸度計;CS501型超級恒溫器;萃取色譜柱:自制(250*8毫米)。
717型樹脂(粒度為0.3-1.2毫米);鈀標(biāo)準(zhǔn)儲備液:稱取優(yōu)級純氯化鈀0.8475克溶于少量稀鹽酸中,再轉(zhuǎn)入500毫升容量瓶中定容,此溶液含鈀1毫克/毫升,鈀工作液:取鈀標(biāo)準(zhǔn)儲備液用蒸餾水逐級稀釋到所需濃度。實驗用水為二次石英蒸餾水。
二、實驗方法
1、色譜柱的制備:在100毫升燒杯中先放入20毫升四氫呋喃,再加入0.5克丁二酮肟和4g PVC ,室溫下不斷攪拌,慢慢加入8克干燥后的717型樹脂。繼續(xù)攪拌直到溶液表面形成一層乳白色薄膜,倒出反應(yīng)物,在50度左右干燥,讓有機物揮發(fā)完全。將其搗碎分散成粒狀,濕法裝柱,柱床高約80毫米。柱裝好后,用p H約為2的鹽酸溶液活化柱子備用。
2、鈀的分離富集與測定:取10毫升10微克/毫升的鈀標(biāo)準(zhǔn)工作液作為上柱液,以1.5毫升/分鐘的流速通過色譜柱,再用15毫升二次水清洗柱子中的殘留雜質(zhì)離子,棄去淋洗液。然后將吸附有鈀的色譜柱置于恒溫循環(huán)水浴中40度恒溫,再用12毫升10%乙二胺-2%氫氧化鈉溶液以1.5毫升/分鐘流速洗脫鈀,洗脫液定容至25毫升。用火焰原子吸收光譜法測定鈀。
3、儀器工作條件:檢測波長247.6納米;燈電流:10毫安;狹縫寬:0.2納米;空氣流量:6.5升/分鐘;乙炔氣流量:0.9升/分鐘;燃燒器高度:10納米。
三、結(jié)果與討論
1、樹脂床高度的影響
樹脂床的高度是影響鈀富集和分離的重要因素。雖然柱床越高越有利于鈀的定量富集,但柱子過高不利于鈀的洗脫與干擾離子的消除。實驗表明,樹脂床高度在50-150毫米之間均能定量富集鈀。實驗中選擇80 毫米柱高。
2、上柱液流速的影響
收集不同流速下的流出液進(jìn)行測定,考慮到鈀的有效吸附和縮短實驗周期,選擇上柱液流速為1.5毫升/分鐘。
3、上柱液酸度的選擇
在pH值1-6之間,鈀在鹽酸或硫酸體系中均能與丁二酮肟形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,可保留在色譜柱上。故可以利用相類似的上柱體系和酸度。實驗中各取10毫升不同pH值的上柱液通過已用相應(yīng)酸度的鹽酸溶液活化好的色譜柱,然后均用10%乙二胺-2%氫氧化鈉溶液洗脫鈀,以火焰原子吸收法測定。上柱液pH值在2左右時,方法有最大的吸光度。
4、洗脫液的選擇
分別試驗了不同濃度的KSCN,乙二胺2酸性硫脲,硫脲-氫氧化鈉,乙二胺-氫氧化鈉的洗脫效果。結(jié)果顯示乙二胺-氫氧化鈉效果較佳。但氫氧化鈉濃度較大時,燃燒器易結(jié)垢,影響測定。在不降低洗脫效果的情況下,選擇10%乙二胺-2%氫氧化鈉溶液作洗脫液。
5、洗脫液溫度的選擇
從動力學(xué)角度看,提高溫度有利于鈀的解吸。但溫度超過40度時,洗脫效果開始變差。我們選擇洗脫液溫度為40度。
6、洗脫液流速的影響
洗脫液流速是影響鈀富集效率的重要因素,較快的流速雖能縮短分析時間,但洗脫曲線展寬,富集效果變差。實驗結(jié)果表明,選用1.5毫升/分鐘的洗脫液流速能定量回收鈀,且洗脫峰形較好。
7、固定相的飽和吸附容量及富集倍數(shù)
按動態(tài)法實驗,用20微克/毫升鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)上柱,直到流出液濃度不再變化,再用pH值為2左右的鹽酸溶液清洗柱子,直到流出液中的鈀在檢出限以下。然后,將柱上的鈀完全洗脫。測得樹脂的飽和吸附容量為43.6毫克/升。對于濃度為0.5微克/毫升的鈀能夠?qū)崿F(xiàn)分離富集,回收率在90%的情況下,鈀的富集倍數(shù)為56。
8、方法分析性能
在優(yōu)化的實驗條件下,以不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液上柱,洗脫,測定。結(jié)果表明,溶液中鈀的含量在0-25微克/毫升之間時有良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程為A=0.0213c(微克/毫升)+ 0.1326 ,相關(guān)系數(shù)r=0. 998,富集后的檢出限為0.091微克/毫升。對加標(biāo)(10微克/毫升)后的礦樣平行測定7次,求得RSD =2.9%。對于10微克/毫升的上柱液,實驗中色譜柱使用30余次,回收率未發(fā)生明顯變化,表明其有較長的使用壽命。
9、干擾實驗
對于1.0微克/毫升鈀,在±5%的誤差內(nèi),下列含量(微克/毫升)的離子不干擾測定:大量氯負(fù)離子、硫酸根離子、硝酸根等等。
10、試樣分析與加標(biāo)回收實驗
將尾礦砂粉碎,研磨,過80目篩,烘干至恒重。稱取適量樣品于四氟乙烯塑料燒杯中,先用少量水濕潤,再加10毫升氫氟酸和不同含量的鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液,在60-80度的水浴中消解6小時后加入15毫升新制王水,蒸發(fā)至近干,用0.1mol/L的鹽酸溶液溶解,轉(zhuǎn)入100毫升容量瓶中,定容,按實驗方法進(jìn)行樣品測定與加標(biāo)回收實驗,結(jié)果如表1所示。