[发明专利]一种镉特征络合剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环境分析化学领域，更具体地说，本发明涉及一种镉特征络合剂。同时，本发明还涉及所述络合剂的制备方法及其在固相萃取富集测定镉中的应用。 

背景技术

镉是重要的环境元素，在工业上镉可用于制作镍镉电池、用于塑胶制造和金属电镀，生产颜料、油漆、染料、印刷油墨等中某些黄色颜料、制作车胎、以及制作某些发光电子组件和核子反应炉原件。值得注意的是，在环境中镉具有很高的毒性，镉可经呼吸道和消化道进入人体，长期过量接触镉会引起慢性中毒，可对肾造成损害，晚期病例则会出现肾功能不全，并可伴有骨骼病变；短时间内吸收大量的镉可引起急性中毒，会出现恶心、呕吐、腹痛等症状。因此环境样品中镉含量的测定具有重要意义。现有技术镉含量的测定方法有：分光光度法、原子吸收法、原子荧光法、等离子体发射光谱法与等离子体质谱法等。由于仪器设备简单、分析成本低，分光光度法是最常用的方法。 

目前，用杂环偶氮类剂光度法测定镉有很多报导，但是杂环偶氮类剂对镉选择性较差，而且对于一些镉含量低的样品普通光度法灵敏度也不能满足镉测定的要求。固相萃取技术在分析化学中得到了广泛应用，该技术具有富集倍数高，能有效地分离干扰的特点。如何富集微量、痕量镉使其满足精确分析测定的目的，高选择性络合剂是必要的，因此开发一种高选择性镉特征络合剂，用于固相萃取富集样品中的镉，满足低廉分析技术分光光度法测定要求，并取得较高精确度和准确度的，是实现多种样品中痕量镉的测定的客观要求。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种新的镉特征络合剂。 

本发明的另一个目的是提供所述络合剂的制备方法。 

本发明进一步的目的是提供所述络合剂在固相萃取富集测定镉中的应用。 

同时，本发明还广泛应用于测定环境水样、土壤及矿石样品中的痕量镉。 

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。 

＊除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。 

A.本发明提供的镉特征络合剂名称为8-喹哪啶偶氮-对乙酰基-重氮氨基偶氮苯，其结构式如下： 

B.本发明提供了一种所述镉特征络合剂的制备方法，包括重氮盐合成、重氮盐耦合化、产物提纯等工序，具体步骤如下： 

1.重氮盐合成：将0.01moL的4-氨基-4’乙酰基偶氮苯和5mL浓盐酸混合搅拌(可按比例放大或缩小，随后加入试剂也随之放大或缩小)，冷却至0～10℃，滴加0.01 mol摩尔NaNO₂水溶液，保持温度不变并充分搅拌，直至重氮化反应完全； 

2.重氮盐偶合化：在（1）合成的重氮盐中加入0.01 moL 8-氨基喹哪啶，保持温度不变，调节反应体系pH值至4～5，反应1.5h后，然后调节反应体系pH值至7～8，直至偶合化反应完全； 

3.产物提纯：将步骤2的所得物抽滤，用水和50%的乙醇洗涤，低温烘干得粗品，粗品经乙醇重结晶2～3次，即得到所需的镉特征络合剂。 

C.本发明提供了将所述的镉特征络合剂用于固相萃取富集测定镉的方法，包括样品消解、络合反应、固相萃取富集、吸光度测定等工序，其特征在于，具体步骤如下： 

1.样品消解：将待测样品用微波法消解，采用微波加热，让样品分解于消解试剂(浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸、过氧化氢、氢氟酸、高氯酸中的一种或几种)中； 

2.络合反应：按1:10至1:30的用量在消解后的样品中加入镉的络合剂，调节反应体系pH值至中性，再调节至弱酸性，静置5-20min待反应液显色； 

3.固相萃取富集：将显色液以10mL/min的流速通过预活化好的固相萃取柱富集，富集完后小柱离心脱水，以5mL/min的流速用极性有机溶剂洗脱。 

4.吸光度测定：以剂空白为参比，于545nm处测定洗脱液的吸光度，并根据工作曲线计算镉的含量。 

D.本发明的镉特征络合剂可广泛应用于环境水样、土壤、矿石样品痕量镉的富集分离与测定。 

本发明的工作原理： 

8-喹哪啶偶氮-对乙酰基-重氮氨基偶氮苯与镉在弱酸性介质中发生络合反应显色，生成络合物的摩尔比为2:1。剂空白最大吸收为410nm，其和镉的显色络合物最大吸收为545nm，体系Δλ=135nm，对比度很大。该显色反应可在室温下迅速显色，放置5min后吸光度可达到稳定，显色完全后体系至少可稳定8h，当固相萃取用乙醇洗脱后，显色体系在乙醇介质中至少可稳定10h。