x射线荧光环境液体样本的痕量金属分析后膜预浓缩|光谱学欧洲和世界半岛综合体育官方APP下载德甲bdapp官方下载安卓版

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伊娃Margui,^一个*克劳迪娅Fontas,^一个Katleen Van Meel,^b曼的绅士^一个和Ignasi Queralt^c

^一个赫罗纳大学化学系,校园Montilivi 17071赫罗纳,西班牙
^b安特卫普大学化学系Universiteitsplein 1, 2610安特卫普,比利时
^c实验室x射线分析应用,地球科学学院“Jaume Almera”, CSIC,唯一Sabaris s / n, 08028年巴塞罗那,西班牙

污染水生系统的危险的类型之一,是由于材料含有重金属的倾销。因此,在水样品中重金属的监测是变得越来越重要。一个有前途的方法来分析这些样品预浓缩和x射线荧光分析的结合。

介绍

污染水生系统的危险的类型之一,是由于材料含有重金属的倾销。因此,在水样品中重金属的监测是变得越来越重要。

通常,金属在水中浓度在L ng¹范围,和他们的决心使用的分析方法通常是基于阳极剥离Voltametry (ASV)和原子光谱法,包括电热原子吸收光谱法(ETAAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp - aes)和电感耦合等离子体质谱法(icp)。

然而,海水等复杂环境样品的直接分析提出了一些困难,主要是由于矩阵的高盐度。因此,在这种情况下,一个稀释的样本可能有必要在分析之前,或初步分离和/或预浓缩步骤可能需要消除干扰和/或改善金属的检测限制低µg L¹的范围内。此外,当执行的分析是利用固体吸附剂紧随其后的光谱光度测量的技术,一个额外的洗脱步骤后预浓缩过程是必要的恢复物种在一个适当的媒介。

一个有前途的替代方法是预浓缩和x射线荧光光谱仪分析。光谱仪光谱法是一种流行的方法直接测定主要和次要的元素在矿物和环境固体样品。使用这种技术,金属物种在固体材料的直接定量是可能的,因此,洗脱步骤可以避免,导致减少样品处理。

几个吸着剂已经在文献中报道preconcentrate金属之前他们的决心通过光谱仪技术,¹如离子交换材料和聚氨酯泡沫。另一种可能性广泛用于预浓缩的形成不溶性沉淀金属感兴趣的集合通过添加pyrrolidinedithiocarbamates和纤维素沉淀的过滤器。然而,这些光谱仪方法包括添加试剂,调节pH值的测试样品,费力的过滤和干燥阶段,与污染的可能性在样品制备样品。此外,有时是很难获得均匀的标本用后满意的工作表面水蒸发微量元素的浓度沉淀或共沉淀的方法。

在这篇文章中,一个方法概述了微量的金属污染物的测定在盐水和酸性膜解决方案基于预选光谱仪检测紧随其后。方法是基于金属预浓缩的原理使用包含商业阴离子交换膜tricaprylylmethylammonium氯(336年季铵氯化物)。这是一个特别方便光谱仪的分离方法,因为膜可以直接安装在光谱仪进行分析,从而提供一种新颖的和容易替代上述复杂的预浓缩方法在处理这种类型的矩阵。此外,与预先富集过程,提出了减少敏感性问题的固有L的选择_一个行高的测量原子序数的元素(常用在传统光谱仪仪器)减少和一些重要的污染物的测定元素可能在mg L¹的范围内。

特别是,这个简单的结合使用的可行性和便宜的膜预浓缩过程不同配置的x射线荧光光谱仪(能量色散x射线荧光(EDXRF),波长色散光谱仪(WDXRF) high-energy-polarised-energy色散光谱仪(HE-P-EDXRF)]的微量金属污染物的测定(Cd、铬、Pd和Pt)在复杂的液体samlpes是本文中概述。关于这个话题的详细信息和结果在先前发表的论文中描述完整。^{2 - 3}

分析光谱仪的液体样品

经常、直接光谱仪分析,解决方案需要技术上的困难和特点是特定的错误结果。两个非易失性的一般方法,分析常用的液体样品中元素:(i)作为液体沉积在一个特殊的液体样品架,包含一个锥形抓环结束时细胞薄膜液体样品的附件支持或(ii)在真空蒸发到支持。使用第一种方法时,泡沫释放方案由于样品持有人填充不足和加热可以给某些问题的解决方案。此外,液体样品通常提供高x射线散射背景导致可怜的信噪比。典型的传统直接光谱仪检测极限mg L¹范围,这不是令人满意的环境要求。灵敏度可以提高利用全反射x射线荧光光谱法(TXRF)。TXRF系统利用这一事实,以非常低的掠射角,高背景通常发生由于散射的样本支持是缺席的。因为背景是如此之低,浓度范围内的几个µg L¹可以测量水样品中如饮用水、雨水和流水域。然而,当处理废水和海水的分析,一个特殊的制备方法也适用于单独的悬浮物和删除前盐含量测量。此外,这种x射线光谱仪可能不是一般用于普通用户社区。

这里描述的简单方法,正如上面提到的,是基于金属预浓缩的原则使用包含商业阴离子交换膜336季铵氯化物。

的萃取能力336季铵氯化物(R₃R’⁺Cl^{- - - - - -})是基于之间的离子对膜的形成阳离子季铵盐的一部分,相应的阴离子金属络合物。一般来说,提取可以描述如下:

MX_n^米^{- - - - - -}(aq)+米R₃R’⁺Cl^{- - - - - -}(中介银行)®(右₃R’⁺)_米MX_n(中介银行)+米Cl^{- - - - - -}(aq)

在MX_n^米^{- - - - - -}代表了阴离子金属络合物(在这种情况下:HCrO₄^{- - - - - -},CdCl₄^{2 -},PdCl₄^{2 -},竞购₆^{2 -}),aq和中介银行分别表示水相膜支持。

制备的膜,聚乙二烯二氟化物(PVDF)电影(Durapore,微孔;平均孔径0.2µm,孔隙度75%,平均厚度125µm)被用来包含萃取剂的解决方案。为此,聚合物支持336年500 mM的季铵氯化物溶液浸泡在decaline 10分钟,然后取出的有机溶液,用一张滤纸擦拭。有机溶液保持毛孔的PVDF支持毛细现象。

膜预浓缩实验进行联系的水溶液与浸渍金属薄层连续搅拌。在实验结束后,装入膜从容器中删除,与去离子水清洗几次,在室温下干燥成膜前光谱仪分析。在图1中,一些膜含有不同数量的金属的照片所示。

图1所示。膜后的照片放在接触液体包含,从左到右,越来越多的Pd。

光谱仪的仪器

有许多类型的x射线荧光光谱仪在当今市场上,其中大部分可以大致分为两类:分离波长色散x射线荧光和能量色散x射线荧光。在这里的研究报告,使用了三个不同的x射线荧光光谱仪测定金属加载的膜。完整的细节为每个光谱仪仪器参数和测量条件给出了其他地方。^{2 - 3}

光谱仪技术的理论原则和详细的工具性特征描述在之前的最近出版的工作半岛综合体育官方APP下载德甲光谱学欧洲bdapp官方下载安卓版的光谱仪技术的可行性证明植物化学成分测定的样品。⁴

评价膜预浓缩过程

在第一阶段的有效性和适用性使用膜作为预选过程评估。为此,每个金属的萃取效率和时间评估通过联系不同的膜与水解决方案在不同的金属浓度。金属提取之后的icp - aes分析样本撤回在不同的时间和金属的提取结果。所有研究金属的萃取效率随着时间的增加达到恒定值的提取不同金属(铬(VI): 90分钟,Cd (II): 360分钟,Pd (II)和Pt (IV): 120分钟)。此外,观察到提取对于一个给定的金属是独立的初始浓度导致的结论是,膜上的金属收集有关初始水溶液中的重金属含量。这一事实指出使用这些膜的可行性作为液体样品制备在光谱仪分析标准。

在第二组实验中,金属中加载的同质性膜也进行了。作为一个例子,图2显示了一个Cd分布的映射使用费舍尔XDAL x荧光光谱仪。

图2。映射的Cd分布加载膜(费舍尔XDAL x荧光光谱仪)使用一个测量常规10×10分。

分析membrane-XRF系统的性能

光谱金属收集的膜(以前接触水解决方案包含不同数量的金属)记录下所选的操作条件。发现光谱仪信号增加金属的浓度增大时,最初出现在水溶液中。如图3所示,峰面积的表示了每个激活薄层与最初的水溶液中铬(VI)内容(范围0.42 - -8.82毫克的L¹Cr)显示了很好的相关性,表明这种关系可以作为未来测定铬(VI)的校准曲线时包含在液体样品。在表1中,分析membrane-XRF系统为每一个金属的性能和研究范围是总结工作。可接受的相关系数是实现在所有情况下为研究表明良好的线性工作范围在实验条件下工作。这一事实证实了使用这些膜的适用性作为光谱仪的标准样品制备方法分析金属收集以来他们(表示为毫克)可能与最初的水溶液中金属含量(毫克L¹)。此外,膜的使用避免了矩阵和厚度效应修正,一般要求在光谱仪分析中,因为在这种情况下,事件的主要的衰减和紧急二级谱线辐射是几乎可以忽略不计,因此,光谱仪信号成正比的金属浓度。

图3。光谱采集的铬(VI)金属薄膜在不同初始浓度的解决方案(费舍尔XDAL x荧光光谱仪)。

表1。分析性能的Cd、Cr、Pd和Pt测定使用膜预浓缩+光谱仪分析。

金属	仪器	浓度范围(mg L¹)	回归系数	LOD(毫克升¹)
Cr	费舍尔XDAL而已	0.42 - -8.8	0.962	0.22
Pd	力量S4 Explorer WDXRF	1-50	0.994	0.015
Pt	力量S4 Explorer WDXRF	行	0.970	0.014
Cd	费舍尔XDAL而已	-50 - 0.5	0.997	0.34
Cd	ε5 HE-P-EDXRF 艾尔₂O₃barkla目标 CsI次要目标	10 - 100^* 10 - 100^*	0.993 0.996	1.20^* 0.038^*

^*浓度表示为µg L¹
注:LOD =检测极限计算的三倍标准差的背景

表2。Cd浓度上升的海水由使用一个ε5 HE-P-EDXRF和阳极剥离Voltametry (ASV)。

镉添加(µg L¹)

HE-P-EDXRF

ASV

艾尔₂O₃目标

CsI目标

20.

One hundred.

600年

20 (年代= 2)

102 (年代= 3)

553 (年代= 79)

21日(年代= 3)

100 (年代= 5)

582 (年代= 76)

26日(年代= 3)

106 (年代= 4)

617 (年代= 6)

年代:重复上升的海水样本标准差

计算检测极限,在所有情况下,在µg L¹范围,说明概述了微量测定方法内容的可能性的Cd,铬(VI), Pd和Pt液体盐解决方案使用传统的荧光和WDXRF仪器。从表1使用两极分化的好处x射线源(ε5 HE-P-EDXRF)可以升值,自检测限制获得Cd是一个数量级低于传统光谱仪仪器获得,此外,他们还与那些竞争决定使用其他受欢迎的光谱技术,如flame-AAS (FAAS)和icp - aes。为了测试方法的适用性在处理复杂的矩阵时,金属的测定海水样品进行。如表2所示,列出的Cd的结果分析方法是类似ASV技术获得,通常用于分析金属在高盐度的解决方案,而没有显著差异被发现在95%的置信水平。因此,程序的准确性和基体效应的缺失被证实为这种类型的高盐度样本。

方法的精度评估的相对标准偏差(标准偏差)复制的分析标准的解决方案,在不同初始金属浓度。计算在所有情况下,相对标准偏差小于10%。

研究比较分析改进建议的方法与盐水的直接分析解决方案。为此,飙升的一个整除7毫升海水样本存放在特殊液体样品架和分析直接与HE-P-EDXRF光谱仪使用相同的仪器条件的膜分析。在图4中,光谱获得的直接分析包含600µg L海水样本¹应用开发后的Cd和预浓缩步骤显示。可以看到,一个非常强烈的峰值在膜预浓缩的情况,而在液体样品的直接分析峰值明显低于检出限。从相同的图,减少的背景光谱使用预浓缩过程时可以欣赏。因此,很明显,描述的方法提供了巨大的好处的灵敏度自钟表相比提高了几个数量级的海水的直接分析。

图4。对比光谱获得的直接分析包含600µg L海水样本¹膜后的Cd和预浓缩的步骤。(ε5 HE-P-EDXRF,次要目标:CsI)。

总结

数据报告强调了使用光谱仪谱,特别是HE-P-EDXRF,结合膜预选是一个有前途的替代金属分析在低µg L¹水平在复杂环境液体样品。

描述的方法提供了重要的优势,如简单的操作和高吞吐量,相比于其他方法。

确认

这项研究是由西班牙国家研究计划(项目cgl2004 - 05963 c04 /藏和cgl2007 - 66861 c04)。作者要感谢诉Rossiger博士从赫尔穆特•菲舍尔GmbH + Co和琼先生Pujol(费舍尔仪器,西班牙)的技术支持在当前研究。安东尼奥Jurado和酯Sagrista承认在实验室工作的宝贵支持。

引用

r·范Grieken肛交。詹。学报3 (1982)。
c . Fontas Queralt和m .的绅士,Spectrochim。学报B部分407 (2006)。
e . Margui c . Fontas k . Van Meel r·范·Grieken Queralt和m .绅士,肛交。化学。在媒体(doi:10.1021 / ac7018427)。
e . Margui m·伊达尔戈和i QueraltSpectrosc。bdapp官方下载安卓版欧洲19日(3)13 (2007)。