[发明专利]一种用双水相系统萃取分离砷的方法

说明书

本发明公开一种用双水相系统萃取分离砷的方法，包括以下步骤：(1)将聚乙二醇辛基苯基醚、氯化胆碱、水、吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)混合均匀，制得双水相体系溶液；(2)将含不同赋存形态的砷混合液添加到双水相体系溶液中，记为总反应液，混匀、离心后于25.0℃的恒温槽中放置预定时间；(3)收集分层的上部相和下部相，砷混合液中的As(V)和/或二甲基胂酸(DMA)被萃取到上部相，砷混合液中的As(III)被萃取到下部相。本发明的双水相体系可用于As(III)与其它砷物种(As(V)和二甲基胂酸(DMA))之间的形态形成，利用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)络合剂与As(III)选择性络合，使其分配到富含表面活性剂的相。

技术领域

本发明涉及属于萃取和分离金属离子的技术领域，涉及分离水体中的不同形态砷的方法，具体涉及一种用聚乙二醇辛基苯基醚和氯化胆碱形成的双水相系统萃取分离砷的方法。

背景技术

许多技术已被用于去除水中和工业废水中的砷，包括物理化学法，如吸附、离子交换、膜过滤、混凝/过滤；以及生物法，如植物修复和生物过滤器。然而，为了使其可行，这些技术往往需要采用样品预处理步骤，如液-液萃取，在特定阶段富集样品，减少了需要用另一种技术处理的样品数量，从而降低了该技术的成本。在处理含砷的水基质时，液相色谱法可使不同形态的类金属形成，由于其毒性低而提出了用双水相体系萃取富集水相中砷的方法。此外，使用双水相体系进行砷形态分析是很有吸引力的，因为不同种类的类金属可以被分为系统的不同相，因此可以对每个部分进行最适当的处理。例如，Samaddar和Sen利用由聚乙烯形成的双水相体系提取并形成As(III)和As(V)和电解质(硫酸钠或柠檬酸钠)。发现这两种物质都被萃取到用硫酸钠形成的富含聚合物的双水相体系的有机相(100％萃取)，而在使用柠檬酸钠形成的双水相体系中，只有As(V)赋存形态被萃取到该相(60％萃取)。Deassis等人研究了使用聚合物(或共聚物)和电解质(硫酸钠、酒石酸钠、柠檬酸钠、硫酸锂或硫酸镁)形成的双水相体系在萃取剂(碘化钾、吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)存在下提取同一种砷，或二乙基二硫代磷酸铵(DDTP))。在APDC存在下，使用共聚物形成的双水相体系可使高达98％的As(III)赋存形态萃取到富含共聚物的相，而As(V)主要保留在富电解质相。尽管这些研究证明了双水相体系在砷的提取和形态形成方面的潜力，特别是那些由聚合物和电解质形成的砷，但这方面的研究仍然很少。因此，需要进一步研究双水相体系萃取砷的可行性，以评估这些系统用于非金属形态分析的可行性。

近年来，由非离子表面活性剂和离子液体形成的双水相体系的出现符合绿色化学的目标，使其在环境修复过程中成为一种有吸引力的技术。这些技术包括由聚乙二醇辛基苯基醚系列表面活性剂形成的体系，其中聚乙二醇辛基苯基醚-100、聚乙二醇辛基苯基醚-165是最常见的。这种物质在工业中应用广泛，具有成本低、商业利用率高的优点。此外，活性污泥中的细菌可以在好氧或厌氧环境中对其进行生物降解，从而使其具有环境友好的特性。与其他常用的离子液体相比，基于胆碱离子的离子液体由于其可生物降解性、无毒性和低成本而备受关注。虽然这两种化合物的结合形成双水相体系已经被广泛报道，但在这些系统中分析物的分配仍然很少被探索。尽管一些研究已经评估了生物分子和杀虫剂的分配，但之前的工作还没有报道这些系统用于金属或离子赋存形态的分配和预浓缩。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供了一种用双水相系统萃取分离砷的方法。本发明以聚乙二醇辛基苯基醚作为表面活性剂、氯化胆碱和水为原料、吡咯烷二硫代氨基甲酸铵为络合剂，建立了分离有机砷和无机砷的双水相体系，取得了有机砷二甲基胂酸(DMA)、无机砷亚砷酸钠(As(III))和砷酸钠(As(V))的比较好的分离效果。本发明的分离方法环保、方便、成本低，能有效分离废水中不同赋存形态的砷。

本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：

一种用双水相系统萃取分离砷的方法，包括以下步骤：