[发明专利]一种基于氯硅烷衍生化的氟离子检测方法

说明书

本发明公开了一种基于氯硅烷衍生化的氟离子检测方法，包括：向样品中加入无机酸进行酸化，加入沸点范围为100‑300℃的硅烷化试剂，25‑60℃中反应5‑60min，碱性溶液调节溶液pH值为pH 7.0‑10.0，采用不溶于水的有机溶剂萃取，得到硅烷化产物溶液；将得到的硅烷化产物溶液进行气相色谱或气相色谱质谱联用分析检测，并采用外标法进行水溶液中氟离子的定量分析。该检测方法采用沸点较高的一氯硅烷，提高了氟离子硅烷化产物的沸点，提高了检测方法的灵敏度、选择性和准确性，且实验操作比较简单，适用面广。

技术领域

本发明涉及氟离子检测技术领域，具体涉及一种基于氯硅烷衍生化的气相色谱或气质联用分析检测氟离子的方法。

背景技术

氟元素广泛分布在地壳中，并以氟化物的形式存在，如萤石(CaF₂)、冰晶石(Na₃AlF₆)和氟磷灰石(Ca₅(PO₄)₃F)。它是人类和动物体内所必需的一种微量无机元素。科学家发现，氟化物能有效预防龋齿，因此，许多牙膏中都含有氟元素。但是，氟过量摄入会引起中毒。我国牙膏强制性标准《GB/T 8372-2017牙膏》规定成人含氟牙膏氟含量≤1500mg/kg；在《GB 5749-2006生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水中氟化物≤1mg/L；在《GB 8978-1996污水综合排放标准》中规定排放废水氟离子浓度≤10mg/L。因此，准确获取牙膏、饮用水、地表水、污水中氟离子含量，对环境保护和人们身体健康有着重要意义。

检测氟离子的方法主要有离子选择电极法、离子色谱法、顶空气相色谱法等。这些方法都比较成熟，且具有较高的检测灵敏度，但也有自身的缺点。其中，氟离子选择电极法容易受溶液中诸如铁、钙、镁、铝等共存离子干扰，电极的电位漂移对测定结果也会有干扰。离子色谱法要求所测试样品必须是不含有机物的水溶液，预处理过程复杂，且氟离子在色谱柱上的保留很弱，易受有机酸的干扰，检测的选择性较差。因此，上述方法的普适性并不高，像废水、牙膏等复杂基质样品，必须采用繁琐的前期处理操作。顶空气相法以三甲基氯硅烷作为衍生化试剂对氟离子转化成三甲基氟硅烷，然后进行定量，可以有效降低基质干扰，但三甲基氟硅烷沸点太低(16℃)，极易挥发，不利于检测结果的重现性和准确性，且样品保存和预处理需要在低温情况下，操作很不方便；同时，反应产生的HCl进入色谱系统会造成损害。因此，有必要开发一个更为简便、灵敏和准确的氟离子检测方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氟离子的检测方法，提高了氟离子衍生化产物的沸点，解决了现有技术中氟离子检测结果的灵敏度、重现性和准确性低的问题。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案为：

一种基于氯硅烷衍生化的氟离子检测方法，包括如下步骤：

步骤a：向样品中加入无机酸进行酸化，使水溶液的pH值调节至1.0以下，加入硅烷化试剂，25-60℃中反应5-60min，碱性溶液调节溶液pH值为7.0-10.0，采用不溶于水的有机溶剂萃取，得到硅烷化产物溶液；

步骤b：将步骤a得到的硅烷化产物溶液进行气相色谱或气相色谱质谱联用分析检测，并采用外标法进行水溶液中氟离子的定量分析。

优选的，采用沸点100-300℃的一氯硅烷与酸化后的氟离子进行硅烷化。

进一步优选，所述的一氯硅烷为苯基二甲基氯硅烷(沸点为194-198℃)或二苯基甲基氯硅烷(沸点295℃)。其衍生化产物分别为苯基二甲基氟硅烷(沸点为153.1℃)和二苯基甲基氟硅烷(10mmHg下104-106℃沸腾)，即衍生化产物沸点均高于100℃，易于样品保存，简化操作，提高实验检测结果的重现性和准确性。衍生化产物极性小，不易乳化，在萃取过程中容易分层分离。同时，衍生化产物具有稳定的分子离子峰，便于气质联用的定性定量分析。

本发明所述的沸点均指化合物在1个标准大气压下沸腾时的温度。