分光及荧光光度法测定痕量铬（VI）的方法研究

论文摘要

铬在自然界中以多种形态存在,其中三价和六价为常见的稳定形态。不同的价态会产生不同的生理作用,铬（Ⅲ）为人体及动植物维持生命所必需的微量元素,可参与糖和脂肪代谢过程,对人体健康有着重要的生理功能。而铬（Ⅵ）被公认为有毒致癌物质,其毒性比铬（Ⅲ）大100倍,含铬（Ⅵ）物质可造成人体心血管功能和造血功能损伤,引起肝脏、肾脏、肺部等器官病变,对皮肤有强烈的刺激性和较高渗透性,对动物具有胚胎发育毒性和致畸性。近年来随着皮革、电镀、冶金等涉铬（Ⅵ）工业的迅猛发展,环境中含铬（Ⅵ）物质含量在不断增加,使环境污染不断加剧。因此铬（Ⅵ）分析检测受到环卫工作者的广泛关注,铬（Ⅵ）也成为各国环境检测的必测元素之一,铬（Ⅵ）含量的分析检测也成为化学、环境科学、生命科学、生理医学领域的重要研究课题。铬（Ⅵ）常用的分析检测方法主要有电分析法、化学发光法、原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光谱法（AES）、离子色谱法、高频电感耦合等离子质谱法、电化学-火焰原子吸收光谱法等。由于这些分析方法所需仪器设备昂贵,操作步骤冗长费时,且需要多种化学试剂,因此使得这些方法的应用和推广受到很大的限制。光度法由于所需仪器要求简单,操作简便,药品用量较少等优点而得到广泛应用,本文研究了分光及荧光光度法分析测定痕量铬（Ⅵ）的新方法,论文主要研究内容包括:1、甲基橙催化动力学光度法测定痕量铬（Ⅵ）基于90℃温度条件下,在硫酸介质中,痕量铬（Ⅵ）能催化过氧化氢氧化甲基橙的褪色反应,在一定范围内催化剂Cr（Ⅵ）浓度和测量信号的差值（△A）成线性关系,实验研究了该反应的最佳褪色条件,得出方法表观活化能为25.73KJ·mol-1,线性范围为0～72μg·L-1,检出限为4.74μg·L-1,同时对干扰离子进行了测定,结果表明绝大多数离子不干扰测定,该方法选择性好,同时将本法与标准方法测定进行了比较研究,对比结果表明两种方法基本相当。2、铬（Ⅵ）—结晶紫—过氧化氢体系催化动力学光谱法测定痕量铬（Ⅵ）75℃温度下,在硫酸介质中,铬（Ⅵ）能显著催化过氧化氢氧化结晶紫褪色反应,铬（Ⅵ）浓度在一定范围内与催化和非催化反应的吸光度差值（△A）成线性关系,且△A在较长时间内稳定。以此建立起动力学光度法测定痕量铬（Ⅵ）的新方法。实验研究了该反应的动力学行为,确定了最佳反应条件。方法线性范围为0～96μg·L-1,其线性回归方程为ΔA= 0.0033+0.1401C（Ⅵ）(μg·25mL-1) （r=0.9985）检出限为6.91μg·L-1。本方法操作简单,选择性好,可用于电镀废水、工业废水和湖水样品中铬（Ⅵ）含量的分析测定。3、藏红T高灵敏度荧光猝灭法测定痕量铬（Ⅵ）在盐酸酸性介质中,利用具有伯氨基团的藏红T与具氧化性的Cr（Ⅵ）发生氧化还原反应,使藏红T中伯胺基这一荧光基团消失,分子π电子共轭度降低,导致产物分子的荧光效率降低,从而使其整个反应体系的荧光强度下降的原理,建立用Cr（Ⅵ）-藏红T荧光猝灭测定痕量Cr（Ⅵ）的荧光分析方法。研究结果表明,酸性介质中藏红T的最大激发波长为559.0nm,最大发射波长为575.0nm。试验结果表明,铬（Ⅵ）含量在0～128μg·L-1范围内与体系荧光强度有良好线性关系,方法检出限为2.5μg·L-1,相对标准偏差为1.2%。本法具有灵敏度高、费用低、操作简便、快速等优点,已用于电镀废水、工业废水、自来水和湖水中痕量铬（Ⅵ）的测定,并与标准法进行对照比较,结果满意。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 分光光度法和荧光光度法测定痕量铬（Ⅵ）的研究综述
• 1.1 引言
• 1.2 铬元素的作用与危害
• 1.3 分光光度法测定痕量铬（Ⅵ）研究综述
• 1.3.1 常规分光光度法
• 1.3.2 催化动力学光度法
• 1.3.3 阻抑动力学光度法
• 1.4 荧光光度法测定痕量铬（Ⅵ）研究综述
• 1.4.1 荧光增强法
• 1.4.2 荧光猝灭法
• 1.5 小结与展望
• 1.5.1 小结
• 1.5.2 展望
• 1.6 研究课题的提出
• 2 甲基橙催化动力学光度法测定痕量铬（Ⅵ）
• 2.1 试验部分
• 2.1.1 试验仪器
• 2.1.2 试验药品
• 2.1.3 试验溶液配制
• 2.1.4 试验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 吸收光谱曲线
• 2.2.2 反应介质及其用量的影响
• 2.2.3 甲基橙用量的影响
• 2.2.4 过氧化氢用量的影响
• 2.2.5 反应温度的影响
• 2.2.6 反应时间的影响
• 2.2.7 工作曲线、灵敏度及重现性
• 2.3 共存离子的影响
• 2.4 样品分析
• 2.5 结论
• 3 结晶紫催化动力学光度法测定痕量铬（Ⅵ）
• 3.1 试验部分
• 3.1.1 试验仪器
• 3.1.2 试验药品
• 3.1.3 试验溶液配制
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 吸收光谱曲线
• 3.2.2 反应介质及其用量的影响
• 3.2.3 结晶紫用量的影响
• 3.2.4 过氧化氢用量的影响
• 3.2.5 反应温度的影响
• 3.2.6 反应时间的影响
• 3.2.7 工作曲线、灵敏度及重现性
• 3.3 共存离子的影响
• 3.4 样品分析
• 3.5 结论
• 4 藏红T 高灵敏度荧光猝灭法测定痕量铬（Ⅵ）
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 溶液配制
• 4.1.3 试验原理及方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 激发和发射光谱曲线
• 4.2.2 反应介质及用量的影响
• 4.2.3 藏红T 用量的影响
• 4.2.4 反应时间的影响
• 4.2.5 反应温度的影响
• 4.2.6 试剂加入顺序的影响
• 4.2.7 工作曲线和方法精密度与检出限
• 4.3 共存离子的影响
• 4.4 样品分析
• 4.5 结论
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表及待发表的论文目录