水和工業廢水中的微量苯酚目前多用光度法測定。但受干擾物的影響,一般都需要蒸餾萃取分離，操作較為繁瑣。液膜法分離富集技術是新興高技術邊緣學科，本文提出無載體的液膜分離富集技術是用蘭113B作表面活性劑，丙三醇作膜的增強劑，煤油作溶劑，NaOH溶液作內相的液膜體系，分離富集水和工業廢水中的微量苯酚。苯酚從低濃度遷移到高濃度，富集在內相NaOH溶液中，發生不可逆的化學反應，生成難以逆向擴散的產物(苯酚鈉)，干擾物則被分離除去，富集的苯酚鈉溶液用4-氨基安 替匹林光度法或紫外光度法測定。
1 試驗部分
1.1 主要試劑與儀器
苯酚標準溶液，常規配制2.00μg/mL。
液膜所用試劑：蘭113B(雙烯基丁二酰亞胺)；丙三醇；煤油(工業用品，過濾)；內相NaOH溶液，3%(m/V)水溶液。
4-氨基安替匹林溶液：0.5%(m/V)(C17H13ON)水溶液；TWeen80溶液：3%(V/V)水溶液，溫熱溶解。
鐵氰化鉀溶液：8%(m/V)水溶液(可使用5 d)。
儀器：制乳器(自制)；分離器，300mL分液漏斗制成；DBJ—621型定時變速攪拌器；7132--型電動攪拌機；HL—2型恒流泵；高壓高頻靜電發生器(2 000 ～3 000 V)；72 1B型分光光度計。
1.2 試驗方法
制乳：取蘭113B、丙三醇和煤油按體積比3：2：95分別置于制乳器中，充分混合后慢慢加入與有機相等體積的NaOH溶液，以2 000r/min的轉速攪拌20min，即成乳狀液膜。
富集：取200mL水樣或試液(如內含5.00μg苯酚)，置于分離器中，用氨水(1+1)和HCl(1+1)溶液調整pH至5～6，加入5mL NaF溶液(8%)、20mL上述乳狀液膜，以160 r/min轉速攪拌10min，靜置分層。上層為有機相，下層是水溶液。
破乳：靜置分層后，棄去水溶液，將有機相接入破乳器內，在2000V電壓下進行6 min靜電破乳，此時乳狀液膜分成兩層，上層是有機相，下層是含有苯酚的水溶液。有機相可以循環使用。
測定：收集含有苯酚(鈉)的水溶液，置于50mL容量瓶中，加入2mL氨水、5mL4-氨基安替匹林溶液、2mLTWeen80溶液，混合均勻后加入4mL鐵氰化鉀溶液，以水稀釋至刻度搖勻，10min后在721B型分光光度計上，用510nm波長、2cm比色皿測量吸光度(A)，計算其含量。計算方法如下：
苯酚量＝從工作曲線上查出含苯酚量(μg) /水樣體積(mL)
2 結果與討論
2.1 表面活性劑的影響
水中的苯酚被滲透到膜相，遷移進入內相中，與內相NaOH溶液中和發生選擇性的不可逆反應，生成不溶于有機相的難以逆向擴散的苯酚鈉(非滲透物)。
苯酚鈉不能擴散到外相，而是濃集在內相中。
試驗表明，用蘭113B比SPAN80作表面活性劑優越，效果較佳，結果見表1。蘭113B的濃度為2%～4%時，所得的液膜分離富集苯酚效果最優、苯酚的回收率在99.5%～99.8%范圍內。
|
表1 不同表面活性劑與苯酚的回收率
|
|
表面活性劑
|
SPAN80
|
蘭113B
|
蘭113C
|
TW 80
|
N3O3
|
蘭113A
|
|
苯酚的回收率
|
99.45
|
99.70
|
99.24
|
98.98
|
97.83
|
99.42
|
|
注:膜相:3%蘭113B，2%丙三醇,95%煤油；內相：3%NaOH水溶液；外相：pH 3～7，含有5.00μg苯脂，油內比1:1，乳水比為20:200；t為15～36℃
|
|
2.2 內相NaOH溶液濃度的影響
試驗表明，2%～8%NaOH溶液作內相，液膜體系富集苯酚的效果最優，其回收率在99.5%以上( 見表2)。本試驗選用3%NaOH水溶液。
|
表2 內相NaOH溶液濃度的影響
|
|
內相NaOH溶液濃度(%)
|
0.5冊碼
|
1.0
|
2.0
|
3.0
|
4.0
|
5.0
|
6.0
|
7.0
|
8.0
|
9.0
|
|
苯酚的回收率（%）
|
90.10
|
97.24
|
99.49
|
99.74
|
99.70
|
99.65
|
99.58
|
99.50
|
99.50
|
99.17
|
|
注 試驗條件同表1。如NaOH溶液濃度超過8%，液膜易破裂，使苯酚的回收率逐漸降低。
|
|
2.3 外相酸度的影響
試驗表明，外相水溶液的酸度對富集苯酚有很大的影響。在pH 3.0～7.5時，富集苯酚的效果最優，苯酚的回收率在99.5%～99.8%范圍內波動，見表3。
|
表3 外相PH值對苯酚回收率的影響
|
|
外相水溶液PH
|
2.0
|
3.0
|
4.0
|
5.0
|
6.0
|
7.0
|
7.5
|
8.0
|
9.0
|
|
苯酚的回收率（%）
|
99.05
|
99.56
|
99.59
|
99.70
|
99.80
|
99.60
|
99.51
|
99.39
|
99.01
|
|
注 試驗條件同表1。當PH＞8時，苯酚的回收率明顯下降。
|
|
2.4 膜增強劑的影響
用聚胺(ENJ-3029)、丙三醇作膜的增強劑來提高膜相的強度，增加膜的粘度，防止液膜破裂，保持膜的穩定性。試驗表明，選用丙三醇為最優，其濃度為1%～3.5%時最適合。本試驗選用濃度為2%的丙三醇。
2.5 溶劑的選擇
用中性油SIOON(脫蠟，一種中間餾分，平均分子量為386.5)和煤油等作溶劑。試驗表明，在蘭113B存在下選用煤油較佳，經濟上便宜，并且苯酚的回收率也比較高。本試驗選用95%煤油極為適宜。
2.6 油內比的影響
油內比(Roi)大，液膜增厚，傳質遷移阻力增大，苯酚的回收率降低。試驗表明 ，在選擇條件下，Roi為1：1～1：2，苯酚的遷移速率最快，10min內其回收率為99.5%～99.8%。本試驗選用Roi為1：1。
2.7 乳水比的影響
試驗表明，外相水溶液的體積大小，對富集苯酚有較大的影響，乳水比(Rew)為20：80～20：350時，苯酚的遷移率在99.5%以上。本試驗選用Rew為20：200。
2.8 溫度的影響
試驗表明，在15～36℃室溫下操作為最佳，溫度超過36℃則苯酚的回收率有所下降。這是因為當溫度超過36 ℃時液膜不太穩定，有極少量液膜破損現象。
2.9 干擾離子的影響
試驗表明，大量氨、銨、胺、Cl-、SO42-、NO3-、F-、PO43-、ClO4-等都不被遷移富集。一般常見陽離子不影響分離富集苯酚。只有Al3+、Zr4+有干擾，可在外相試液中加入5 mLNaF(8%),以消除25mg的Al3+、Zr4+的影響。試驗表明，S2-、CN-和乙酸根也能與苯酚一起透過液膜、遷入內相并與內相NaOH溶液反應，積累在內相中，但不影響分離富集、測定水中的苯酚。所以一般常見陰陽離子都不干擾，選擇性相當高。
2.10 結果與對照
用本法富集、測定了8種水樣，結果見表4。每種水樣分別富集、測定6次，對測得的 數據進行數理統計處理，相對標準偏差(RSD)在3.4%以下。采用標準加入法，測 定苯酚回收率在99.5%～100.6%范圍內。
|
表4 本法富集、測定苯酚的結果與對照
|
|
水樣
|
原結果①
（mg/L)
|
本法結果
（mg/L)
|
RSD
(%)
|
加入量
（μg)
|
本法結果
（μg)
|
回收率
（%）
|
|
河水（受污染）
|
0.056
|
0.054
|
1.5
|
5.00
|
4.98
|
99.6
|
|
自來水
|
0.002
|
0.0019
|
3.4
|
10.00
|
9.97
|
99.7
|
|
鍋爐煤氣洗滌工業廢水
|
4.63
|
4.65
|
1.3
|
20.00
|
19.90
|
99.5
|
|
鍋爐煤氣洗滌工業廢水
|
1.98
|
2.01
|
2.6
|
30.00
|
30.02
|
100.1
|
|
鍋爐煤氣洗滌廢水（處理后）
|
0.038
|
0.035
|
1.8
|
5.00
|
5.03
|
100.6
|
|
工業污水
|
0.095
|
0.097
|
2.3
|
10.00
|
9.95
|
99.5
|
|
工業污水②
|
0.012
|
0.013
|
1.1
|
20.00
|
20.00
|
100.0
|
|
東崗污水溝
|
0.022
|
0.024
|
3.2
|
30.00
|
29.95
|
99.8
|
|
注：①標準方法多次測定結果的平均值；②原子發身光譜測定結果的平均值。
|
|
3 結論
應用蘭113B(3%)、丙三醇(2%)、煤油(95%V/V)和內相(3%NaOH水溶液)液膜體系，外相pH為5～6，Roi為1：1，Rew為20：200，操作溫度15～36 ℃，分離富集水和工業廢水中的苯 酚，結果相當準確、精密度高，相對標準偏差為1.1%～3.4%，苯酚的回收率為99.5%～100.6 %。選擇性高，常見陰陽離子都不影響富集苯酚，非常有實際應用價值。
聲明：轉載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益，請作者持權屬證明與本網聯系，我們將及時更正、刪除，謝謝。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
