专利名称：对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法及所用的固相萃取吸附剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对含有汞离子的溶液进行处理的方法及其所采用的组合物。
背景技术：
二价汞及其化合物的毒性很强，尤其在水溶液中其毒性危害更大，因为游离的汞离子在水溶液中能与细菌产生的沼气等有机物作用转化为有机汞，而有机汞的毒性比无机汞更强。汞及其化合物形成的污染对环境的危害很大，在震惊世界的八大公害事件中，就有因汞中毒导致的水俣病。由于汞的毒性很强，且易被生物富集，并通过食物链在人体内积累导致中毒，因此对水体及环境中汞的分析测定具有十分重要的意义。电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)是目前最常见的原子发射光谱仪器，它可以测定周期表中的绝大多数元素，具有灵敏度高、干扰小、线性范围宽和同时(或顺序)测定多元素的特点。根据有关文献的记录，该仪器对二价汞的检出限为0. 2ug/mL (分析化学手册(第二版)，第三分册，光谱分析，北京化学工业出版社，P148)，要直接测定环境中痕量的汞元素，还是很困难的，因为该仪器的灵敏度满足不了实际测定的需要。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，其目的之一是提供一种分离富集汞离子效果较好、操作方便的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法。通过对处理所得的目的物的汞离子含量的测定数值以及相应的前处理过程中所对应的数据的计算，可以方便地得出含有痕量汞离子的溶液中的汞含量以及相应的样品的汞含量；所述的相应的前处理过程是指对相应的样品进行前处理的过程。本发明的目的之二是提供一种上述对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法中所采用的固相萃取吸附剂。实现本发明的目的之一的技术方案是一种对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，具有以下步骤①在 65°C的温度下，在溶解于水中的离子强度为0. 025mol/ L 0. 035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰，得到固相萃取吸附剂；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛；② 用步骤①得到的固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子；③用盐酸溶液洗脱吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子，而使得该盐酸溶液成为含有汞离子的洗脱液。上述步骤①中，得到固相萃取吸附剂的具体操作过程是a、将纳米二氧化钛置于烧杯中，加入盐酸溶液和硝酸钾溶液而得到含有纳米二氧化钛的液态混合物料，所加入的盐酸溶液的浓度和数量以及所加入的硝酸钾溶液的浓度和数量为两者混合在一起后，其中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L ；b、将经过步骤a后的烧杯放入超声波清洗器中而对其中的含有纳米二氧化钛的液态混合物料进行超声分散，然后加入稀硝酸溶液或者稀氨水溶液将所述液态混合物料的PH值调至4. 8 5. 2 ；C、搅拌下向经过步骤b后的液态混合物料中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，并使十二烷基硫酸钠在上述液态混合物料中的浓度为7. Ommol/L 8. Ommol/L,从而在表面活性剂的亲水基团与亲水性的纳米二氧化钛的相互吸附作用下，在纳米二氧化钛表面形成了一层半胶束层，增强了纳米二氧化钛对修饰试剂的吸附能力；持续搅拌该加入了表面活性剂的液态混合物料1. Oh 1. 5h，使纳米二氧化钛充分活化；d、搅拌下向经过步骤c的液态混合物料中加入修饰试剂硫脲，并在水浴中持续搅拌加热到60°C 65°C，从而发生纳米二氧化钛表面的半胶束层与硫脲相互作用而吸附在一起的过程，也即发生了用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰的过程；在60V 65°C 的温度下继续搅拌该加入了硫脲的液态混合物料1. Oh 1.证，直至完成修饰；e、将经过步骤d的液态混合物料抽滤，将沉淀洗涤、烘干得到固相萃取吸附剂。上述步骤①中，步骤a中的盐酸溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 0015mol/L，盐酸的加入量为320mL/L 480mL/L ；硝酸钾溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，硝酸钾溶液的加入量为10mL/L 14mL/L ；步骤b中的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤c中的十二烷基硫酸钠的加入量为2. OOg/ L 2. 50g/L ；步骤d中的硫脲的加入量为8. 0g/L 10. 0g/L。上述步骤②中，在用固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子时， 先将含有痕量汞离子的溶液用稀硝酸溶液或者稀氨水溶液调至PH值为3. 0 4. 0，再向该调节PH值后的含有痕量汞离子的溶液中加入步骤①得到的固相萃取吸附剂，振动下使得固相萃取吸附剂充分吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子，整个物料体系则成为含有固相萃取吸附剂的液态混合物料，然后离心分离该液态混合物料，再移去离心管中上层离心液，留下离心管中底层的固相萃取吸附剂；步骤③中，在用盐酸溶液洗脱吸附在微柱中固相萃取吸附剂上的汞离子时，将盐酸溶液移入离心管，搅拌下使得被吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子被洗脱至盐酸溶液中，再进行离心分离，离心管中上层的离心液即为含有汞离子的洗脱液。上述步骤②中，调节含有痕量汞离子的溶液所用的稀硝酸溶液的浓度为0. Imol/ L 0. 2mol/L，稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤③中，用于洗脱的盐酸溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，盐酸溶液的用量为4. OmL 10. OmL0上述步骤②中，在用固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子时， 先将固相萃取吸附剂与石英砂混合均勻后装入两端开口的直型玻璃微柱中，然后将含有痕量汞离子的溶液用稀硝酸溶液或者稀氨水溶液调至PH值为3. 0 4. 0而成为混合溶液，再将该混合溶液以1. OmL/min 2. OmL/min的流速通过直型玻璃微柱，从而使得直型玻璃微柱中的固相萃取吸附剂吸附了含有痕量汞离子的溶液中的汞离子；步骤③中，在用盐酸溶液洗脱吸附在直型玻璃微柱中固相萃取吸附剂上的汞离子时，用蠕动泵使得盐酸溶液流过上述直型玻璃微柱，在流动中洗脱被吸附在直型玻璃微柱中的固相萃取吸附剂上的汞离子而使流出直型玻璃微柱的盐酸溶液成为含有汞离子的洗脱液。上述步骤②中，调节含有痕量汞离子的溶液所用的稀硝酸溶液的浓度为0. Imol/ L 0. 2mol/L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤③中，用于洗脱的盐酸溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，盐酸溶液的用量为2. OmL 10. OmL0实现本发明的目的之二的技术方案是一种固相萃取吸附剂，该固相萃取吸附剂是在55°C 65°C的温度下，在溶解于水中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰而得到；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛。得到固相萃取吸附剂的具体操作过程是a、将纳米二氧化钛置于烧杯中，加入盐酸水溶液和硝酸钾水溶液而得到含有纳米二氧化钛的液态混合物料，所加入的盐酸水溶液的数量和浓度以及所加入的硝酸钾水溶液的数量和浓度的确定是以两者混合在一起后，其中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L作为依据的；b、将经过步骤a后的烧杯放入超声波清洗器中而对其中的含有纳米二氧化钛的液态混合物料进行超声分散，然后加入稀硝酸溶液或者稀氨水溶液将所述液态混合物料的PH值调至4. 8 5. 2 ；C、搅拌下向经过步骤 b后的液态混合物料中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，并使十二烷基硫酸钠在上述液态混合物料中的浓度为7. Ommol/L 8. Ommol/L，从而在表面活性剂的亲水基团与亲水性的纳米二氧化钛的相互吸附作用下，在纳米二氧化钛表面形成了一层半胶束层，增强了纳米二氧化钛对修饰试剂的吸附能力；持续搅拌该加入了表面活性剂的液态混合物料1. Oh 1. 5h，使纳米二氧化钛充分活化；d、搅拌下向经过步骤c的液态混合物料中加入修饰试剂硫脲，并在水浴中持续搅拌加热到60°C 65°C，从而发生纳米二氧化钛表面的半胶束层与硫脲相互作用而吸附在一起的过程，也即发生了用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰的过程； 在60°C 65°C的温度下继续搅拌该加入了硫脲的液态混合物料1. Oh 1.证，直至完成修饰；e、将经过步骤d的液态混合物料抽滤，将沉淀洗涤、烘干得到固相萃取吸附剂。上述步骤a中的盐酸溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 0015mol/L，盐酸的加入量为 320mL/L 480mL/L ；硝酸钾溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，硝酸钾溶液的加入量为 10mL/L 14mL/L ；步骤b中的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤c中的十二烷基硫酸钠的加入量为2. 00g/L 2. 50g/ L ；步骤d中的硫脲的加入量为8. 0g/L 10. 0g/L。本发明具有的积极效果(1)本发明的方法是对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法。所述的含有痕量汞离子的溶液是在对含汞样品进行相应的前处理过程(也即消解、过滤、浓缩、定容等处理过程，或者是进行消解、干燥、稀释后过滤、定容等处理过程)而得到的。本发明的方法实际上是固相萃取分离和富集汞离子的过程，在得到了富集有汞离子的洗脱液(也即处理所得的目的物)后，即可以用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对其进行二价汞离子含量的测试。最后根据测试所得到的数据，以及根据对含有痕量汞离子的溶液进行富集汞离子的操作过程，即可计算得出含有痕量汞离子溶液中的汞离子的浓度。另外，根据测试所得到的数据，以及根据对含汞样品进行前处理和对含有痕量汞离子的溶液进行富集汞离子的操作过程，即可计算得出样品的汞元素含量。( 本发明固相萃取吸附剂由硫脲修饰纳米二氧化钛得到，所述的固相萃取吸附剂的主要特点是在表面活性剂的作用下通过修饰过程将一些含有孤电子对的原子如N、S、0等的有机试剂固定在纳米二氧化钛的表面，这些含有孤电子对的有机试剂可以选择性地与一定的金属离子发生键合， 从而有效地提高固相萃取的选择性。因而该固相萃取吸附剂在对含汞溶液中的汞离子进行富集时，能在较宽的PH范围内萃取金属汞离子，对二价汞离子的吸附选择性好，吸附容量大(溶液的PH为3时，汞离子在固相萃取吸附剂上的吸附容量为16.5mg/g)。(3)本发明的方法应用于测定国家标准样品GBW08303和GBW(E)070009中的汞含量数值时，所得到的结果与真实值基本一致，表明本发明的方法不仅操作方便、而且富集汞离子效果较好，为准确测量实际样品中的汞含量提供了保证。
图1为纳米二氧化钛的红外光谱图；图2为硫脲的红外光谱图；图3为硫脲所修饰的纳米二氧化钛的红外光谱图。
具体实施例方式(制备例1，锐钛矿型纳米二氧化钛)本制备例的锐钛矿型纳米二氧化钛的制备过程是将硫酸钛在水中加热溶解，并在80°C 120°C的温度下水解5 15min，然后冷却至60°C 80°C再加入相应重量的尿素和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，通过均勻沉淀反应生成水合二氧化钛，持续搅拌下于 77°C 83°C的温度下恒温反应1 4h，使沉淀反应尽可能完全。反应结束后，将水合二氧化钛与母液过滤分离，再用去离子水洗涤沉淀至不含硫酸根，然后在80°C 120°C下干燥4 10h，研成粉末，最后在450°C 550°C下锻烧1 池得锐钛矿型纳米二氧化钛粉末。上述制备过程的优选实施方式如下称取60g的硫酸钛于装有500mL水的烧杯中， 加热溶解，并在100°c的温度下水解lOmin，然后冷却至70°C再加入120g的尿素和2. 5g的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，通过均勻沉淀反应生成水合二氧化钛，持续搅拌下于80°C 恒温反应池，使沉淀反应尽可能完全。反应结束后，将水合二氧化钛与母液过滤分离，再用去离子水洗涤沉淀至不含硫酸根，然后在100°C下干燥他，研成粉末，最后在50(TC下锻烧 2h得锐钛矿型纳米二氧化钛粉末。(制备例2，由标准参考样品GBW08303制得的含有痕量汞离子的溶液)本制备例的含有痕量汞离子的溶液由含汞物质样品制得，所述的含汞物质样品为标准参考样品GBW08303。由所述的标准参考样品GBW08303制备含有痕量汞离子的溶液的方法如下第一步，采用王水消解法(也称王水消化法)对标准参考样品GBW08303进行前处理准确称取2. Og的标准参考样品GBW08303样品置于小烧杯中，并用少量去离子水润湿， 加入新鲜配制的王水10mL，冷消解(也称冷消化)过夜。第二步，将上述小烧杯置于可控温电热板上于130°C条件下缓慢溶解样品并蒸发至烧杯内物体呈粘稠状时，取下冷却。视样品消解(也称消化)情况，重复以上操作直至样品消解液呈白色或淡黄色。第三步，在隔石棉网加热的情况下对上述小烧杯中的物料加热至近干，冷却后加适量去离子水溶解样品而得样液，此时仍有少量固体残余，为未消解的氧化硅组分。第四步，将样液过滤，滤液转移到 25mL容量瓶中用去离子水定容至25mL的刻度，得到含有痕量汞离子的溶液。(制备例3，由标准参考样品GBW(E)070009制得的含有痕量汞离子的溶液)本制备例的含有痕量汞离子的溶液由含汞物质样品制得，所述的含汞物质样品为标准参考样品GBW(E) 070009。由所述的标准参考样品GBW(E) 070009制备含有痕量汞离子的溶液的方法的其余部分与制备例2的制备方法相同，不同之处在于所用的2. Og的标准参考样品为GBW(E) 070009。(实施例1，固相萃取吸附剂)本实施例的固相萃取吸附剂是在55°C 65°C的温度下，在溶解于水中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用
8硫脲对纳米二氧化钛进行修饰而得到；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛。其制备方法具有以下步骤a、取20g制备例1制得的纳米二氧化钛于250mL的烧杯中，加入IOOmL浓度为 0. 001mol/L的盐酸水溶液，再加入3. OmL浓度为1. Omol/L的硝酸钾水溶液，使纳米二氧化钛被包围在离子强度恒定在0. 030mol/L下的强电解质水溶液中，整个体系则成为含有纳米二氧化钛的液态混合物料。b、将烧杯放入超声波清洗器中而对其中的含有纳米二氧化钛的液态混合物料进行超声分散lOmin，以减少纳米二氧化钛的团聚。接着用浓度为0. lmol/L的稀硝酸溶液将液态混合物料的PH值调至5. 0。C、在磁力搅拌器的搅拌下，向经过步骤b后的液态混合物料中加入0. 24g的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SLQ，使十二烷基硫酸钠在上述液态混合物料中的最终浓度保持在7. 5mmol/L，从而在表面活性剂的亲水基团与亲水性的纳米二氧化钛的相互吸附作用下， 在纳米二氧化钛表面形成了一层半胶束层，增强了纳米二氧化钛对修饰试剂的吸附能力。 将上述加入了表面活性剂的液态混合物料用磁力搅拌器持续搅拌1. 0h，使纳米二氧化钛表面充分活化。d、搅拌下向经过步骤c的液态混合物料中加入2. Og的修饰试剂硫脲，放入水浴中持续搅拌并加热到60°C，从而发生纳米二氧化钛表面的半胶束层与硫脲相互吸附的过程， 也即发生了用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰的过程。在60°C温度下持续搅拌该加入了硫脲的液态混合物料1. Oh直至完成修饰。e、将经过步骤d的液态混合物料抽滤，沉淀用蒸馏水洗涤干净，放入烘箱中在 60°C下干燥池，得到用硫脲修饰的纳米二氧化钛固相萃取吸附剂。从图1至图3的红外光谱可以看出，在表面活性剂十二烷基硫酸钠的活化作用下， 硫脲可以很好地修饰在纳米二氧化钛的表面。(实施例2，对制备例2得到的含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法)本实施例的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法具有以下步骤①按照实施例1的方法制备固相萃取吸附剂。②准确移取20mL制备例2得到的含有痕量汞离子的溶液至50mL的烧杯中，用 0. lmol/L的稀硝酸或0. lmol/L的稀氨水将溶液pH值调至3. 0，然后转移到50mL的具塞比色管(也即带有塞子的比色管)中定容至50mL而形成混合溶液；将20mg的步骤①得到的固相萃取吸附剂加入混合溶液中，塞上塞子，再将塞有塞子的比色管放在恒温振荡器上震荡5min，从而使固相萃取吸附剂均勻分散在混合溶液中而形成相应的分散系(本发明将此分散系称为液态混合物料)。与此同时，固相萃取吸附剂则充分吸附了混合溶液中的汞离子。③对固相萃取吸附剂进行洗脱得到洗脱液。具体方法是将经过步骤②的操作过程的比色管中的液态混合物料移至离心管(玻璃试管)中，静置IOmin后进行离心分离，从而使得液态混合物料分离成为位于离心管上层的澄清的离心液和位于离心管底部的固态的固相萃取吸附剂。用吸管移去离心管中上层离心液，留下离心管中底层的固相萃取吸附剂。再将4. OmL浓度为1. Omol/L的盐酸溶液(指盐酸水溶液)加入离心管中，用玻璃棒搅拌5分钟，而使被吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子被洗脱至盐酸溶液中。再进行离心分离，从而形成位于离心管上层的澄清的离心液和位于离心管底部的固态的固相萃取吸附剂，离心管中上层的离心液即为含有汞离子的洗脱液，用吸管将离心管中上层的离心液的全部或一部分移出，从而完成了对含有痕量汞离子的溶液的处理。(应用例1，对实施例2得到的洗脱液的汞离子浓度的测定、对制备例2的标准参考样品GBW08303的含汞量的计算、以及对制备例2得到的含有痕量汞离子的溶液的汞离子浓度的计算)将实施例2得到的洗脱液的一部分OmL)移至电感耦合等离子体发射光谱仪中， 用电感耦合等离子体发射光谱仪测定洗脱液的汞离子浓度，测定结果见表1中的第2行第 3列所示的0. 85士0. 02μ g/mL，也即制备例2得到的洗脱液的汞离子浓度的测定值(简称为洗脱液测定值)为0. 85 士0. 02 μ g/mL(0. 85后的正负偏差值0. 02是平行测定5次后进行计算得出的标准偏差)。所采用的电感耦合等离子体原子发射光谱仪为美国热电仪器系统公司生产的 IRIS advantage ER/S电感耦合等离子体原子发射光谱仪。其工作参数为高频功率 1. 15kw，载气流速0. 6L/min，辅助气流速1. OL/min，冷却气流速14L/min，喷雾雾流30psi， 泵速 100r/min,观测高度 15mm，积分时间20s (on-axis) Js (off-axis)，分析谱线=Hg 257. 610mm。根据上述洗脱液测定值、制备例2以及实施例2的操作过程，进行相应的计算而得出标准参考样品GBW08303的含汞量(简称为样品含汞量)为2. 125士0.05 μ g/g。计算过程为样品含汞量=(0.85*4)/(2*0. 8) = 2. 125μ g/g，偏差值=(0. 02*4) / (2*0. 8)= 0.05 μ g/g。这与样品标注的含汞量标准值2. 15士0.06 μ g/g非常接近。上述计算过程的式中的数字中，0. 85为测定值，4为洗脱液的体积，2是指GBW08303样品的重量，0. 8是指所移取的20mL的含有痕量汞离子的溶液的体积20mL与含有痕量汞离子的溶液总体积25mL 的比值，0. 02为上述的标准偏差。上述计算结果列入表1的第2行的第4列。根据上述洗脱液测定值以及实施例2的操作过程，进行相应的计算而得出制备例2所得到的含有痕量汞离子的溶液的汞离子浓度(简称为含汞溶液的汞浓度)为 0. 17 士0. 004 μ g/mL0计算过程为含汞溶液的汞浓度=(0. 85*4)/20 = 0. 17μ g/mL，偏差值=(ο. 02*4)/20 = 0. 004 μ g/mL。上述计算结果列入表1的第2行的第5列。表 权利要求
1.一种对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于具有以下步骤①在55°C 65°C的温度下，在溶解于水中的离子强度为0.025mol/L 0. 035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰，得到固相萃取吸附剂；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛；②用步骤①得到的固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子；③用盐酸溶液洗脱吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子，而使得该盐酸溶液成为含有汞离子的洗脱液。
2.根据权利要求1所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于步骤①中，得到固相萃取吸附剂的具体操作过程是a、将纳米二氧化钛置于烧杯中，加入盐酸溶液和硝酸钾溶液而得到含有纳米二氧化钛的液态混合物料，所加入的盐酸溶液的浓度和数量以及所加入的硝酸钾溶液的浓度和数量为两者混合在一起后，其中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L ；b、将经过步骤a后的烧杯放入超声波清洗器中而对其中的含有纳米二氧化钛的液态混合物料进行超声分散，然后加入稀硝酸溶液或者稀氨水溶液将所述液态混合物料的PH 值调至4. 8 5. 2 ；c、搅拌下向经过步骤b后的液态混合物料中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，并使十二烷基硫酸钠在上述液态混合物料中的浓度为7. Ommol/L 8. Ommol/L，从而在表面活性剂的亲水基团与亲水性的纳米二氧化钛的相互吸附作用下，在纳米二氧化钛表面形成了一层半胶束层，增强了纳米二氧化钛对修饰试剂的吸附能力；持续搅拌该加入了表面活性剂的液态混合物料1. Oh 1.证，使纳米二氧化钛充分活化；d、搅拌下向经过步骤c的液态混合物料中加入修饰试剂硫脲，并在水浴中持续搅拌加热到60°C 65°C，从而发生纳米二氧化钛表面的半胶束层与硫脲相互作用而吸附在一起的过程，也即发生了用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰的过程；在60V 65°C的温度下继续搅拌该加入了硫脲的液态混合物料1. Oh 1.证，直至完成修饰；e、将经过步骤d的液态混合物料抽滤，将沉淀洗涤、烘干得到固相萃取吸附剂。
3.根据权利要求2所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于 步骤①中，步骤a中的盐酸溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 0015mol/L,盐酸的加入量为 320mL/L 480mL/L ；硝酸钾溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，硝酸钾溶液的加入量为 10mL/L 14mL/L ；步骤b中的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤c中的十二烷基硫酸钠的加入量为2. 00g/L 2. 50g/ L ；步骤d中的硫脲的加入量为8. 0g/L 10. 0g/L。
4.根据权利要求1所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于步骤②中，在用固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子时，先将含有痕量汞离子的溶液用稀硝酸溶液或者稀氨水溶液调至PH值为3.0 4.0，再向该调节pH值后的含有痕量汞离子的溶液中加入步骤①得到的固相萃取吸附剂，振动下使得固相萃取吸附剂充分吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子，整个物料体系则成为含有固相萃取吸附剂的液态混合物料，然后离心分离该液态混合物料，再移去离心管中上层离心液，留下离心管中底层的固相萃取吸附剂；步骤③中，在用盐酸溶液洗脱吸附在微柱中固相萃取吸附剂上的汞离子时，将盐酸溶液移入离心管，搅拌下使得被吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子被洗脱至盐酸溶液中，再进行离心分离，离心管中上层的离心液即为含有汞离子的洗脱液。
5.根据权利要求4所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于 步骤②中，调节含有痕量汞离子的溶液所用的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/ L，稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤③中，用于洗脱的盐酸溶液的浓度为 1. Omol/L 1. 5mol/L,盐酸溶液的用量为4. OmL 10. OmL。
6.根据权利要求1所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于步骤②中，在用固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子时，先将固相萃取吸附剂与石英砂混合均勻后装入两端开口的直型玻璃微柱中，然后将含有痕量汞离子的溶液用稀硝酸溶液或者稀氨水溶液调至PH值为3. 0 4. 0而成为混合溶液，再将该混合溶液以 1. OmL/min 2. OmL/min的流速通过直型玻璃微柱，从而使得直型玻璃微柱中的固相萃取吸附剂吸附了含有痕量汞离子的溶液中的汞离子；步骤③中，在用盐酸溶液洗脱吸附在直型玻璃微柱中固相萃取吸附剂上的汞离子时，用蠕动泵使得盐酸溶液流过上述直型玻璃微柱，在流动中洗脱被吸附在直型玻璃微柱中的固相萃取吸附剂上的汞离子而使流出直型玻璃微柱的盐酸溶液成为含有汞离子的洗脱液。
7.根据权利要求6所述的对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法，其特征在于 步骤②中，调节含有痕量汞离子的溶液所用的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/ L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤③中，用于洗脱的盐酸溶液的浓度为 1. Omol/L 1. 5mol/L,盐酸溶液的用量为2. OmL 10. OmL。
8.一种固相萃取吸附剂，其特征在于该固相萃取吸附剂是在55°C 65°C的温度下， 在溶解于水中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰而得到；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛。
9.根据权利要求8所述的固相萃取吸附剂，其特征在于得到固相萃取吸附剂的具体操作过程是a、将纳米二氧化钛置于烧杯中，加入盐酸水溶液和硝酸钾水溶液而得到含有纳米二氧化钛的液态混合物料，所加入的盐酸水溶液的数量和浓度以及所加入的硝酸钾水溶液的数量和浓度的确定是以两者混合在一起后，其中的离子强度为0. 025mol/L 0. 035mol/L作为依据的；b、将经过步骤a后的烧杯放入超声波清洗器中而对其中的含有纳米二氧化钛的液态混合物料进行超声分散，然后加入稀硝酸溶液或者稀氨水溶液将所述液态混合物料的PH 值调至4. 8 5. 2 ；c、搅拌下向经过步骤b后的液态混合物料中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，并使十二烷基硫酸钠在上述液态混合物料中的浓度为7. 0mmol/L 8. 0mmol/L,从而在表面活性剂的亲水基团与亲水性的纳米二氧化钛的相互吸附作用下，在纳米二氧化钛表面形成了一层半胶束层，增强了纳米二氧化钛对修饰试剂的吸附能力；持续搅拌该加入了表面活性剂的液态混合物料1. Oh 1.证，使纳米二氧化钛充分活化；d、搅拌下向经过步骤c的液态混合物料中加入修饰试剂硫脲，并在水浴中持续搅拌加热到60°C 65°C，从而发生纳米二氧化钛表面的半胶束层与硫脲相互作用而吸附在一起的过程，也即发生了用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰的过程；在60°C 65°C的温度下继续搅拌该加入了硫脲的液态混合物料1. Oh 1.证，直至完成修饰；e、将经过步骤d的液态混合物料抽滤，将沉淀洗涤、烘干得到固相萃取吸附剂。
10.根据权利要求9所述的固相萃取吸附剂，其特征在于步骤a中的盐酸溶液的浓度为0. 001mol/L 0. 0015mol/L,盐酸的加入量为320mL/L 480mL/L ；硝酸钾溶液的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，硝酸钾溶液的加入量为10mL/L 14mL/L ；步骤b中的稀硝酸溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；稀氨水溶液的浓度为0. lmol/L 0. 2mol/L ；步骤c中的十二烷基硫酸钠的加入量为2. 00g/L 2. 50g/L ；步骤d中的硫脲的加入量为8. 0g/L 10.0g/Lo
全文摘要
本发明公开了一种对含有痕量汞离子的溶液进行处理的方法及所用的固相萃取吸附剂。该方法包括①制备固相萃取吸附剂；②用固相萃取吸附剂吸附含有痕量汞离子的溶液中的汞离子；③用盐酸溶液洗脱吸附在固相萃取吸附剂上的汞离子，而使得该盐酸溶液成为含有汞离子的洗脱液。该固相萃取吸附剂是在55℃～65℃的温度下，在溶解于水中的离子强度为0.025mol/L～0.035mol/L的强电解质的存在下以及在十二烷基硫酸钠的作用下，用硫脲对纳米二氧化钛进行修饰而得到；所述的纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛。本发明的方法操作方便、富集汞离子效果较好。该固相萃取吸附剂对二价汞离子的吸附选择性好，吸附容量大。
文档编号B01D15/08GK102266747SQ20111011878
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者唐江宏, 张国华, 张继振, 贺香红, 连宁 申请人:江苏技术师范学院