以聚乙烯亚胺为结合相的薄膜扩散梯度技术测水中的Co2+含量

论文摘要

基于费克扩散定律的薄膜扩散梯度技术（DGT）采用可渗入离子的薄膜将结合相与溶液隔开,控制离子扩散,进行现场定量富集。这种分析技术不仅解决了前处理带来的难题,而且将富集和采样相结合,操作简单,适用于水体中痕量金属离子的检测。本论文采用以聚乙烯亚胺（PEI）为结合相,乙酸纤维素薄膜为扩散相的DGT装置,对浑河水中Co2+含量进行了测定。实验研究了乙酸纤维素薄膜与待测金属离子Co2+之间的相互作用,实验结果表明乙酸纤维素薄膜对Co2+没有吸附作用。以乙酸纤维素薄膜为扩散相选择出具有最大通量的结合相（PEI）浓度为0.02 mol/L。测定了2ml 0.02mol/L结合相（PEI）对Co2+的饱和线性吸收量,当水样中Co2+浓度小于2.5mmol/L,适于用DGT装置进行测定。实验测定了DGT装置在不同pH、离子强度条件下,富集Co2+离子的情况,最终确定了以聚乙烯亚胺（PEI）为结合相的DGT装置测定水中Co2+的合适实验条件。DGT适用pH值范围是4-8,结合相（PEI）对Co2+的络合量随离子强度（NaNO3）的增加而减小。有碱金属离子,碱土金属离子存在时,结合相（PEI）对钴离子有一定的优先选择性,当Zn2+存在时,小浓度范围内,不影响Co2+的测定。实验测定了一定实验条件下Co2+的扩散系数。装置回收率是82.9%。实验结果表明：以聚乙烯亚胺为结合相的DGT技术可以较准确地测水中钴离子含量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 实验背景
• 1.2 环境污染
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 重金属污染
• 1.3 环境检测技术的发展
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 环境中重金属离子的检测
• 1.4 薄膜扩散技术
• 1.4.1 概述
• 1.4.2 DGT的扩散相
• 1.4.3 DGT的结合相
• 1.4.4 DGT的优点
• 1.4.5 DGT的发展方向
• 第二章 实验内容
• 2.1 药品和仪器
• 2.2 DGT装置扩散相和结合相的选择
• 2.2.1 标准储备液的配制
• 2.2.2 DGT装置渗析膜的选择
• 2.2.3 结合相（PEI）的选择
• 2.3 金属离子在PEI溶液中的结合性质
• 2.3.1 络合物稳定常数的测定
• 2.3.2 结合相的饱和线性富集实验
• 2.3.3 结合相（PEI）检测对象的选择
• 2.4 影响因素实验
• 2.4.1 温度对扩散的影响
• 2.4.2 pH值对扩散的影响
• 2.4.3 离子强度对扩散的影响
• 2.4.4 有机物对扩散系数的影响
• 2.4.5 搅拌速率对扩散的影响
• 2+扩散系数的测定'>2.5 Co²⁺扩散系数的测定
• 2.6 重现性实验
• 2.7 环境水中钴的测定
• 2.7.1 水样的保存技术
• 2.7.2 DGT装置的回收率实验
• 2.7.3 利用DGT装置联合质谱仪对浑河水样进行测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 DGT应用公式推导
• 3.2 DGT装置扩散相的选择
• 3.2.1 渗析膜的选择和预处理
• 3.2.2 钴离子与扩散层之间的相互作用
• 3.3 结合相（PEI）的纯化,最佳浓度的选择
• 3.3.1 结合相（PEI）的性质
• 3.3.2 结合相的纯化
• 3.3.3 PEI溶液最佳浓度的选择
• 3.4 金属离子在PEI溶液中的结合性质
• 2+)稳定常数的测定'>3.4.1 络合物(PEI-Co²⁺)稳定常数的测定
• 3.4.2 结合相的饱和线性吸收实验
• 3.4.3 结合相（PEI）检测对象的选择
• 3.5 影响DGT技术准确性的因素
• 3.5.1 温度变化对扩散的影响
• 3.5.2 pH值对结合相结合能力的影响
• 3.5.3 离子强度对富集能力的影响
• 3.5.4 有机物对富集能力的影响
• 3.5.5 水样流动性对扩散的影响
• 2+的扩散系数的测定'>3.6 Co²⁺的扩散系数的测定
• 3.7 DGT装置的重现性
• 3.8 环境水中钴的测定
• 3.8.1 钴离子标准曲线的制作
• 3.8.2 DGT装置的回收率
• 3.8.3 样品的测定
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢