概述溶剂浮选法在分析化学中的应用进展

时间:2022-09-11 03:00:26

概述溶剂浮选法在分析化学中的应用进展

摘 要:溶剂浮选法主要通过在物质表面存在的活性差异,将物质粘附或者吸附在气泡的表面。当气泡上升之后,物质就会与母液相脱离,实现各种物质之间的分离状态。本文结合溶剂浮选法的优势,对其在分析化学中的具体应用与进展进行分析。

关键词:溶剂浮选法 分析化学 优势 应用

所谓溶剂浮选法,主要在需要浮选的溶液表面,加入混合性的有机溶液。在水中,所有具备表面活性的分离组分都在水中产生微小气泡,并且随着气泡的逐渐上升而到达选浮柱的上端,进而从中提取需要检测的离子。溶剂浮选法是一种全新富集分离的方法,当前已在我国得以广泛认可与应用。具体分析如下:

一、溶剂浮选法的优势

与传统的溶剂萃取方法相比,应用溶剂浮选法,主要具备以下优势:

1.具有良好的选择性

在溶剂浮选应用过程中,随着气泡的逐渐上升,活性物质将被带入到有机溶剂中,不会在有机相中混入水分,也不会出现乳化问题。另外,以热力学理论为出发点,如果气体的流速放缓,此时有机相和水相的界面出现静止,不会再受到平衡常数的影响。

2.分离效果良好

与传统使用的溶剂萃取法相比较,应用溶剂浮选法,不涉及到如何分配比的问题,因此具有良好的选择空间,灵敏度极强,可提高回收率高达90%,同时可有效测定单位为ng/ml的痕量组分状况。

3.提高富集的倍数

由于采用溶剂浮选法可更好地增强富集能力,因此应用范围随之加大。既可以测定环境水样中的痕量组分,也可以分离或富集高纯度金属中的微量杂质,尤其测试单位ng/ml级别,也能表现其特有的优势。

4.应用性能良好

溶剂浮选法的应用性能良好,主要表现为以下几方面:①降低有机溶剂的流失量。应用溶剂浮选法,可实现与水相的非平衡溶解,与传统的溶剂萃取方法相比,可减少在水相中有机溶剂的损失;②在溶液表面产生的有机溶剂,可发挥消泡作用,加快浮选速度,尤其适合应用于泡沫层不稳定的状态下;③采取溶剂萃取方法,需要搅拌或者震荡,在这一过程中可能产生乳浊液,但是采取溶剂浮选法,由于不需要两相混合,因此不会产生乳浊液;④溶剂浮选法的设备操作简单、便捷,可在短时间内完成大量试样的处理工作,具有良好的自动化与连续化特征。

二、溶剂浮选法在分析化学中的应用

1.重金属离子的分离

当前已经存在的重金属元素大约为40余种,以过渡元素为主,如铁、锌、铜、锰、铅等。虽然人体生存需要摄入适当元素,但是一旦超标就会对人体造成威胁。测定金属例子一般采取超临界萃取法、离子色谱法等。当前,溶剂浮选法也在富集或分离重金属中广泛应用。例如,采用溶剂浮选法将电镀废水中的金属离子分离。经大量研究实践表明,在废水中进行例子分离,根据“Cd2+>Zn2+>Fe2+>Cu2+”的顺序进行递减。另外,发现PH值和cA:cMe也将对浮选结果产生一定影响,出现这种情况与离子分离选择性有关。如果PH值为8.5~9.0范围内,且离子强度在10~4之内,此时去除电镀废水中的金属离子效果最佳,经过处理之后,各项污染指标均与排放标准相符。

2.有机物的分离

在日常生活中,有机物随处可见。但是随着环境污染问题的日益严重,做好食品、水等有机物含量的测量工作非常重要。由于有机物的种类较多,涉及的结构复杂,因此传统的分析化学手段很难直接分析有机物,因此需要做好前期处理工作。溶剂浮选法就是当前行之有效的处理方法之一。土霉素作为四环素类抗生素的一种,其残留物属于持久性有机污染物,通过食物进入人体后对人体的内分泌会产生干扰,长时间累积会对肝脏产生严重影响。例如,在四环素类抗生素中的土霉素,是具有持久性残留能力的有机污染物,可经过事物进入人体内,并对内分泌产生影响。如果体内长期积累大量土霉素,将不利于肝脏功能。利用Ni、Zn、Cu等和土霉素构成配合物,以氯化钠作为分相剂、四氢呋喃作为溶剂,采取双水相气浮浮选光度法,对水中含有的土霉素含量进行测量,可有效提升土霉素的回收率。再如,考虑在进行腐植酸溶剂浮选过程中,实行条件参数的最优化,决定表面活性剂的优化用量,以此提高浮选效率。另外,如果加速气体流动,则可提升去除效率。

3.提取中草药成分

在中药提取过程中,实现有效成本的提纯是非常关键的环节。过去,固相萃取、超临界流体萃取、超声波提取等技术已经广泛应用。随着溶剂浮选法的运用,具有富集量大、回收效率高、应用便捷等优势,也具有一定应用空间。例如,通过利用甾酮可以直接通过气泡进入有机层的优势,研究气体流速、浮选时间等影响作用,同时选择正丁醇作为有机溶剂,通过紫外光谱、红外光谱等分析产物,获得牛膝中的甾酮含量。由于采取溶剂浮选法,其中有机相和水相之间的平衡常数较大,而有机溶剂的含量和母液没有任何关系。在萃取法中,需要考虑母液容量的因素,因此采取溶剂浮选法,更具优势。

再如,大黄具有较为复杂的化学成分,其中蒽醌类衍生物分子同时具有亲水性与疏水性特征,通过强烈的搅拌会产生泡沫,可实现浮选分离。分别采取溶剂浮选法、泡沫浮选法以及溶剂萃取法进行实验,经结果表明,采取泡沫浮选法由于出现分配平衡问题,因此浮选效率较差,效果不明显;采取溶剂萃取法,将延长消耗时间,产生大量杂质,对环境产生一定污染状况。因此,溶剂浮选法是最佳选择,不涉及到浮选分配比的问题,只需加入溶剂即可减少泡沫,避免出现泡沫返回水相现象,具有良好的实验效果。

三、结束语

由上可见,随着富集、分离技术的飞速发展与完善,溶剂浮选法已经在分析化学领域得以广泛应用,包括冶金、食品检测、废水处理、海洋开发等诸多方向,且未来具有更广阔的应用前景。

参考文献

[1]余龙,姜志峰,陈敏等.溶剂浮选-紫外分光光度法分析/富集废水中草甘膦铵盐的研究[J].光谱实验室,2009(5).

[2]张建会,鲍长利,王玉堂等.溶剂浮选法分离富集大黄中的有效成分[J].分析科学学报,2009(3).

[3]史春丽,高楼军,柴红梅.溶剂浮选-高效液相色谱法测定水体中双酚A的研究[J].兰州大学学报(自然科学版),2010(z1).

[4]戈延茹,潘如,傅海珍等.离子液体双水相溶剂浮选法分离/富集桑黄黄酮类成分[J].分析化学,2012(2).

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