鈦酸鍶鋇多孔微球?qū)r(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集性能

【簡介】

鈦酸鍶鋇多孔微球?qū)?SPAN lang=EN-US>Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集性能

宋恩軍1，李永軍2，張東1

（1．沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧沈陽  110168；2．朝陽重型機器有限公司，遼寧朝陽122000）

摘要：研究了納米鈦酸鍶鋇多孔微球?qū)?SPAN lang=EN-US>Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集性能，考察了靜態(tài)吸附和洗脫條件，將多孔微球填充于自制小柱，與注射器連接，制成手控注射式富集器，用于痕量Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集。結(jié)果表明，鈦酸鍶鋇微球?qū)λ?SPAN lang=EN-US>Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)具有很強的吸附能力，其吸附性能受介質(zhì)的pH的影響，當(dāng)pH ≤2時，Cr(Ⅵ)可被定量吸附，而Cr(Ⅲ)不被吸附；當(dāng)pH>11時，Cr(Ⅲ)可被定量吸附，而Cr(Ⅵ)不被吸附。被吸附的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)可以分別用氫氧化鈉和硫酸溶液洗脫回收。將微球裝柱后，制備的手控富集器，可成功實現(xiàn)Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集。方法用于鍍鋅板和鍍鎘板表面鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集及原子吸收測定，結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：鈦酸鍶鋇微球；鉻；形態(tài)分析；富集分離；火焰原子吸收；鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜

中圖分類號：TG 115.33    文獻標(biāo)識碼：B

引言

目前，對鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜中鉻的含量及價態(tài)分布測定主要采用價態(tài)轉(zhuǎn)化差減分光光度法^[1-2]。但是該法不但操作復(fù)雜，而且分析的準(zhǔn)確性受價態(tài)轉(zhuǎn)化率的影響；此外，分光光度法測定時，對試樣預(yù)處理要求較高，褪膜時間短，提取不完全；時間長，會將鍍層中大量金屬溶下來，對后續(xù)的分光光度法測定造成干擾。建立一個簡便、準(zhǔn)確測定鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的方法很重要。已成功將納米鈦酸鍶鋇應(yīng)用于鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)富集分離^[3]。但是，納米粉體存在著易團聚失活，不易回收再利用的缺點，限制了在實際中的應(yīng)用。將納米粒子制備成多孔球是解決該問題很好的辦法^[4]。本文首次將納米鈦酸鍶鋇多孔微球用于鉻的形態(tài)分析，結(jié)合注射器，制備了新型富集器，用于鍍鋅板和鍍鎘板鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分離富集及原子吸收法的測定。

1  實驗部分

1.1主要儀器和試劑

WYX-9003A型原子吸收分光光度計（沈陽分析儀器廠）。工作條件：λ為391. 1nm，燃助比為1：4，燃燒器高5mm，燈電流12mA，光譜通帶4.0。

Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)儲備溶液（均為1g/L）：分別用重鉻酸鉀（基準(zhǔn)試劑）和硝酸鉻（優(yōu)級純）按常規(guī)方法配制，使用時稀釋成所需濃度的使用液^[3]。

納米鈦酸鍶鋇多孔微球按文獻[4]，采用溶膠凝膠模板法制備。用2 mol/L HN0₃浸泡30 min，水洗至中性，于105℃烘干備用。

50 mL醫(yī)用注射器。

不同pH的水，用硫酸或氨水在酸度計上調(diào)制。所用試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2實驗方法

1.2.1富集器的制備

取d_內(nèi)為3 mm，l為100 mm的聚四氟乙烯柱管，洗凈，一端用玻璃纖維棉球填塞，裝入0.50 g鈦酸鍶鋇多孔微球，另一端用玻璃纖維棉填塞，直接與注射器口接合，即得到手控注射式鈦酸鍶鋇多孔微球富集器。用50 mL的硝酸溶液(2 mol/L)過柱處理去除雜質(zhì)，再用水洗至中性待用。

1.2.2靜態(tài)吸附實驗方法

在10 mL具塞刻度離心管中加入一定量的Cr(Ⅵ)和（或）Cr(Ⅲ)溶液，用一定pH的水定容至5 mL，加入0.2 g的鈦酸鍶鋇多孔微球，振蕩5 min，靜置5 min后，移取上層清液(A)；固體用水充分洗滌2～3次后，加入5 mL的洗脫劑，振蕩10 min，靜置5 min后，移取上清液(B)，用原子吸收按文獻[5]方法分別測定(A)、(B)中Cr(Ⅵ)和（或）Cr(Ⅲ)的含量。

1.2.3手控富集器對鉻分離富集方法

取一定量的Cr(Ⅵ)和（或）Cr(Ⅲ)的試液，調(diào)pH為1[吸附Cr(Ⅵ)]或12[吸附Cr(Ⅲ)]。用注射器吸取樣液后，與微柱接合，用手推注射器塞柄，使樣液以一定的流速通過微柱，收集流出液，用原子吸收測定鉻的濃度，計算吸附量。吸附了鉻的微柱，用水流動洗滌后，用注射器吸取一定量的2%的硫酸溶液或20%的NaOH溶液，以1 mL/min的流速，分別洗脫微柱上的Cr(Ⅵ)和（或）Cr(Ⅲ)，收集流出液，用原子吸收測定鉻含量，計算回收率及富集因子。

2結(jié)果與討論

2.1靜態(tài)吸附實驗

2.1.1 pH對Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)吸附的影響

取Cr(Ⅵ)或Cr(Ⅲ)溶液于離心管中，分別用不同pH的水定容至5 mL，測定吸附量。

結(jié)果表明，吸附率受pH影響很大，Cr(Ⅵ)隨pH的增大，吸附率減小，pH≤2時，吸附率達到最大；而Cr(Ⅲ)隨pH增大，吸附率增大，當(dāng)pH大于10后，吸附率達到最大（見圖1）。實驗選用pH為12和1分別吸附Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)。