一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法

本发明涉及化合物分析检测，具体涉及一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法。

背景技术：

1、离子液体是指由有机阳离子和无机/有机阴离子构成的在100℃以下呈液态的盐。离子液体的蒸气压几乎为零，室温下可流动，具有独特的物理化学性能，已经成为挥发性有机溶剂的绿色替代物。咪唑基离子液体是一类代表性离子液体，其在较低温度下就能达到熔融状态。与吡啶类离子液体材料相比，咪唑基离子液体具有更负的电位，更宽的电化学窗口，与水和普通有机分子溶剂相比，咪唑基离子液体有极低的蒸气压，有良好的导电性，有相对高的热和化学稳定性，有较高的离子迁移和扩散速度以及较强的溶解有机、无机和高聚物的能力。这些独特的物理化学性能使得咪唑基离子液体广泛应用于合成、电池电解液、催化和分析分离等领域。电解液生产是咪唑基离子液体一个典型的应用领域。工艺流程包括纯化和加盐两步。在加盐工艺中，咪唑基离子液体既可以作为电解质的溶剂，也可以作为优良的阻燃剂和导电剂。因此，电解液废水中往往会含有大量的咪唑基离子液体。

2、目前，常规电解液废水处理工艺难以降解咪唑基离子液体。现有文献证据表明，咪唑基离子液体会对细菌、藻类等初级生物产生比传统溶剂更强的急性毒性，毒性随着链长的增加而增加。因此，检测电解液废水中咪唑基离子液体的浓度水平对评估其生态风险非常有意义。

3、现有环境介质中离子液体的前处理分析检测方法主要是采用强阳离子交换树脂(scx)固相萃取柱进行样品富集，采用反相离子对色谱-紫外检测法检测。然而，该方法未考虑水样提取条件ph值的影响；且检出限太高，无法满足环境介质中的痕量检测需求。此外，咪唑基离子液体阳离子与scx的静电相互作用力太强，即使使用酸性溶剂也较难将其洗脱下来。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，以解决现有检测方法检出限高，难以洗脱，无法满足环境介质中的痕量检测需求的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，包括以下步骤：

4、(1)预处理：取电解液废水样品，过滤，使用碱性溶液调节ph至7.5～8.5；

5、(2)富集净化：依次使用甲醇和碱性超纯水活化和平衡小柱，通入步骤(1)处理后的电解液废水样品，富集，淋洗，真空抽干；

6、(3)洗脱：将步骤(2)中平衡小柱洗脱收集洗脱液，浓缩，得到浓缩样品；

7、(4)高效液相色谱串联质谱检测：将步骤(3)得到的浓缩样品定容，进行高效液相色谱串联质谱检测。

8、进一步地，步骤(1)中采用0.4～0.5μm玻璃纤维滤膜进行过滤。

9、进一步地，步骤(1)中碱性溶液包括氢氧化钠溶液，浓度为0.5～2mol/l。

10、进一步地，步骤(2)中甲醇与碱性超纯水体积比为1:0.8～1.2；碱性超纯水的ph为7.5～8.5。

11、进一步地，步骤(2)中采用体积分数为3～7％的氨水水溶液进行淋洗。

12、进一步地，步骤(3)中洗脱液为甲醇和甲酸的混合液，甲醇和甲酸的体积比为95-99：1-5。

13、进一步地，步骤(4)中定容具体包括将浓缩液用体积分数0.05～0.2％的甲酸溶液与甲醇的混合液进行定容，甲酸溶液和甲醇的体积比为85～95：5～15。

14、进一步地，步骤(4)中高效液相色谱的色谱条件为：色谱柱：c18柱；流动相：甲醇和体积分数0.05～0.2％的甲酸溶液，甲醇和甲酸溶液体积比为85～95：5～15；采用梯度洗脱方式；流速：0.2～0.4ml/min；柱温：35～45℃；进样量5～10μl。

15、优选地，高效液相色谱的色谱条件为：色谱柱：c18柱，50mm×2.1mm；流动相：甲醇和体积分数0.1％的甲酸溶液，甲醇和甲酸溶液体积比为90：10；采用梯度洗脱方式；流速：0.3ml/min；柱温：40℃；进样量5μl。

16、进一步地，步骤(4)中质谱检测的质谱条件为：电喷雾离子源esi+，多反应监测模式，毛细管电压：2.5～3.0kv，离子源温度：120～150℃，脱溶剂气温度：300～500℃，脱溶剂气流量：800～1000l/h，锥孔反吹气流量：50～150l/h，碰撞气流量：0.15～0.2ml/min，雾化气：6～8bar。

17、优选地，质谱检测的质谱条件为：电喷雾离子源esi+，多反应监测模式，毛细管电压：3.0kv，离子源温度：120℃，脱溶剂气温度：500℃，脱溶剂气流量：800l/h，锥孔反吹气流量：150l/h，碰撞气流量：0.17ml/min，雾化气：7bar。

18、进一步地，咪唑基等离子液体包括：1-戊基-3-甲基咪唑氯盐(c5mim)，1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(c4mim)，1-己基-3-甲基咪唑氯盐(c6mim)，1-辛基-3-甲基咪唑氯盐(c8mim)，1-癸基-3-甲基咪唑氯盐(c10mim)和1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐(c12mim)。

19、本发明具有以下有益效果：

20、(1)本发明改进了固相萃取柱的类型，采用弱阴离子交换树脂(wcx)固相萃取柱富集水样，使咪唑基离子液体更容易从固相萃取柱上洗脱下来。

21、(2)本发明优化了富集水样的ph值条件，将水样ph值在上样之前调至ph＝8，从而保证了吸附剂的带电状态。

22、(3)本发明改进了咪唑基离子液体的仪器检测方法：采用高效液相色谱-串联质谱检测咪唑基离子液体，因此具有更高的灵敏度和更低的检出限，比现有方法的检出限低3～4个数量级。

技术特征：

1.一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(1)中采用0.4～0.5μm玻璃纤维滤膜进行过滤。

3.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(1)所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液，浓度为0.5～2mol/l。

4.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(2)所述甲醇与所述碱性超纯水体积比为1:0.8～1.2；碱性超纯水的ph为7.5～8.5。

5.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(2)中采用体积分数为3～7％的氨水水溶液进行淋洗。

6.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(3)所述洗脱液为甲醇和甲酸的混合液，所述甲醇和所述甲酸的体积比为95～99：1～5。

7.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(4)所述定容具体包括将浓缩液用体积分数0.05～0.2％的甲酸溶液与甲醇的混合液进行定容，所述甲酸溶液和所述甲醇的体积比为85～95:5～15。

8.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(4)所述高效液相色谱的色谱条件为：色谱柱：c18柱；流动相：甲醇和体积分数0.05～0.2％的甲酸溶液，所述甲醇和所述甲酸溶液体积比为85～95：5～15；采用梯度洗脱方式；流速：0.2～0.4ml/min；柱温：35～45℃；进样量5～10μl。

9.根据权利要求1所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，步骤(4)所述质谱检测的质谱条件为：电喷雾离子源esi+，多反应监测模式，毛细管电压：2.5～3.0kv，离子源温度：120～150℃，脱溶剂气温度：300～500℃，脱溶剂气流量：800～1000l/h，锥孔反吹气流量：50～150l/h，碰撞气流量：0.15～0.2ml/min，雾化气：6～8bar。

10.根据权利要求1～9任一项所述的测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，其特征在于，所述咪唑基等离子液体包括：1-戊基-3-甲基咪唑氯盐，1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，1-己基-3-甲基咪唑氯盐，1-辛基-3-甲基咪唑氯盐，1-癸基-3-甲基咪唑氯盐和1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐。

技术总结
本发明公开了一种测定电解液废水中咪唑基离子液体的方法，包括以下步骤：(1)预处理；(2)固相萃取富集净化；(3)洗脱；(4)高效液相色谱串联质谱检测。本发明改进了固相萃取柱的类型，采用弱阴离子交换树脂(WCX)固相萃取柱富集水样，使咪唑基离子液体更容易从固相萃取柱上洗脱下来；优化了富集水样的pH值条件：将水样pH值在上样之前调至pH＝8，从而保证了吸附剂的带电状态；改进了咪唑基离子液体的仪器检测方法，具有更高的灵敏度和更低的检出限。

技术研发人员：刘思思,陈长二,陈仕保,应光国
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15