Zeph增敏PAR的紙色譜法測定鎳(Ⅱ)

高文皓，　余　萍，　馬　慧，　郭鵬瑤，　高俊杰

(沈陽理工大學 環境與化學工程學院，遼寧 沈陽　110159)

?

Zeph增敏PAR的紙色譜法測定鎳(Ⅱ)

高文皓，余萍，馬慧，郭鵬瑤，高俊杰

(沈陽理工大學 環境與化學工程學院，遼寧 沈陽110159)

摘要：提出了通過紙色譜法測定含鎳廢水中鎳(Ⅱ)的方法。使用十四烷基二甲基芐基氯化銨表面活性劑增敏PAR顯色劑作為浸泡液制備試紙，考察了試紙使用時的最佳條件，建立了測定鎳(Ⅱ)的新方法。線性范圍為0.5～100.0mg/L，方法用于含鎳廢水中鎳(Ⅱ)的測定，結果滿意。

關鍵詞:十四烷基二甲基芐基氯化銨； 增敏PAR； 紙色譜； 鎳(Ⅱ)

引　言

鍍鎳工藝廣泛的應用到電鍍行業當中[1]，電鍍企業在鍍鎳生產過程中，會產生大量含鎳廢水[2]。鍍鎳溶液中鎳(Ⅱ)含量的高低直接影響鍍鎳溶液的性能和鍍層的品質，廢水中鎳又被列入第一類污染物。因此，需要在產品生產和廢水處理過程中經常測定含鎳廢水中鎳(Ⅱ)的含量。

目前測定含鎳廢水中鎳(Ⅱ)主要采用光度法[3]和原子吸收法等[4]。紙色譜法[5-6]憑借其操作簡便、成本低廉和快速測定等優點越來越多的運用到重金屬含量的測定中。而采用PAR為顯色劑的紙色譜法測定鎳(Ⅱ)的研究未見報道。

本文研究了基于十四烷基二甲基芐基氯化銨(Zeph)作為表面活性劑增敏PAR顯色劑體系的紙色譜法[7]反應條件，制作了現場快速測定鎳(Ⅱ)含量的試紙，建立了測定含鎳廢水中鎳(Ⅱ)的新方法，通過試紙顏色變化的長度對含鎳廢水中鎳(Ⅱ)定量，結果和光度法具有可比性。

1　實驗部分

1.1儀器與藥品

DZX-6000B真空干燥箱(上海福瑪實驗設備有限公司)、T6型紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

0.5%PAR貯備液；鎳(Ⅱ)標準溶液(1.000g/L)：準確稱取4.9547g Ni(NO3)2·6H2O，用(1+499)HNO3溶解，并定容至1000mL，使用時用水稀釋成100mg/L的鎳(Ⅱ)工作液；2%Zeph貯備液。實驗用水為一次蒸餾水，所用藥品均為分析純。

1.2試紙的制備與測試方法

將中速層析濾紙板切成100mm×3mm的試紙條浸泡于含Zeph的PAR浸泡液中，靜置約30min，使溶液在試紙條上充分附著，置于60℃的烘箱中，持續20min至試紙完全干燥，制備出一種黃色試紙條。使用時，將制備好的試紙垂直插入待測液中反應，待試紙條由黃色變成紅色，反應后當變色高度穩定即取出試紙條。

2　條件試驗

2.1顯色劑用量的選擇

分別取0.5、1.5、2.5、3.5和5.0mL 0.5%的PAR顯色劑溶液放入25mL的比色管中，分別加入同體積的2%Zeph表面活性劑，用蒸餾水稀釋至刻度，即配制好PAR質量分數分別為0.01%、0.03%、0.05%、0.07%和0.10%溶液，按照1.2的測試方法進行實驗。通過對變色后試紙條的比較，PAR質量分數為0.05%時試紙條的顯色效果最佳。

2.2Zeph用量的影響

分別取1.25、2.50、6.25、10.00和12.50mL的2%的Zeph表面活性劑溶液放入25mL的比色管中，分別加入2.5mL 0.5%的PAR顯色劑，用蒸餾水稀釋至刻度，即配制好Zeph質量分數分別為0.1%、0.2%、0.5%、0.8%和1.0%溶液，按照1.2的測試方法進行實驗。通過對變色后試紙條的比較，Zeph質量分數在0.5%時試紙條的顯色效果好。

2.3酸度的影響

取6.25mL 2%的Zeph表面活性劑溶液和2.5mL 0.5%的PAR顯色劑加入25mL的比色管中，用蒸餾水稀釋至刻度，分別加入2mL不同pH的緩沖溶液，按照1.2的測試方法進行實驗。通過對變色后試紙條的比較，加入pH為5的緩沖溶液的試紙條顯色區間和效果最佳。

2.4共存物質的影響

在進行含鎳廢水的測定時，往往會受到共存物質的干擾，需要向檢測液中添加一定量的掩蔽劑，既要保證鎳(Ⅱ)的正常顯色，又不能使溶液酸度有大的改變，從而影響到測定顯色及顯色線的清晰度。經過比較，以1mL 2%的草酸鈉，0.4mL 2%硫脲，4mL 20%丙三醇，1mL 5%乙酸鈉，4mL 15%乙酰丙酮作為掩蔽劑進行掩蔽，能同時消除15倍的Pb2+、15倍的Al3+、5倍的Cr(Ⅵ)、30倍的Mn2+、5倍的Fe2+、10倍的Fe3+、20倍的Mg2+、5倍的Cu2+和4倍的Zn2+干擾。

2.5反應時間的確定

分別取2.5mL 2%的PAR溶液，6.25mL 2%的Zeph表面活性劑和2mL pH=5的緩沖溶液于25mL比色管中，稀釋至刻度線，按照1.2的測試方法進行實驗。經標準溶液稀釋后，鎳(Ⅱ)的質量濃度分別為1、10、40和80mg/L的待測溶液，通過對試紙條變色時間記錄和比較，試紙條顯色效果穩定時t在5～7min，選擇用7min作為反應時間。

2.6標尺的制作

實驗方法采用層析紙色譜的原理，以中速層析濾紙板為載體，以顯色劑PAR為固定相,以待測溶液為流動相，通過流動相中鎳(Ⅱ)與固定相中顯色劑PAR反應，鎳(Ⅱ)含量和變色長度在一定范圍內呈線性關系，所以用于對比試紙色帶變色長度的標尺可以直接讀出待測溶液中鎳(Ⅱ)的含量，從而能夠現場快速測定鎳(Ⅱ)。

選擇了9種鎳離子質量濃度分別為0.5、1、10、20、40、50、60、80和100mg/L試液，每個質量濃度試液做5組平行測定，記錄其變色長度并制作標尺，得到質量濃度和長度的關系：

l(cm)=0.0193×C(mg/L)+0.725

相關系數r=0.9937。標尺的測定范圍是0.5～100mg/L，待測樣品不含鎳(Ⅱ)或質量濃度在檢測限以下時，由于流動相在固定相上的毛細作用也會產生一定的長度，但是試紙條不顯色或顯色淺。

3　樣品測定

分別取1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mL 20mg/L鎳(Ⅱ)標準使用液，加10mL水，2mL檸檬酸銨溶液，1mL碘溶液，加20mL水搖勻，加2mL丁二酮肟溶液，2mL 2Na-EDTA溶液，加水至標線，搖勻。

用10mm比色皿，以水作為參比液在530nm波長下測量顯色液的吸光度，減去空白實驗所測的吸光度，以質量濃度和吸光度繪制標準曲線。得到質量濃度與吸光度之間的關系：

y=0.9605x

r=0.9950

分別準確移取三份含鎳(Ⅱ)廢水作為待測樣品，按照測試方法1.2操作，平行取7次，測量顯色長度，計算鎳(Ⅱ)平均質量濃度，同時與光度法是測定進行比較。

委托遼寧省廢水治理技術重點實驗室環境監測中心進行監測，對兩種方法的測定結果進行比較，結果見表1。

表1樣品中鎳(Ⅱ)的分析結果

樣品h試紙/mmρ[Ni(Ⅱ)]/(mg·L-1)RSD/%加標回收率/%ρ[Ni(Ⅱ)]光度法/(mg·L-1)樣品120、21、20、19、21、22、2170.89.2894.166.7樣品214、13、13、12、15、12、1444.08.18105.240.1樣品316、15、15、14、13、15、1448.37.0193.744.5

4　結　論

經過反復研究，找到了試紙制作的最佳反應條件，并且通過加入掩蔽劑消除共存的干擾離子，達到增強試紙的測定準確性。

實驗得出鎳(Ⅱ)質量濃度的測定范圍為0.5～100.0mg/L，對含鎳廢水水樣進行測定，并與標準方法進行對比，結果令人滿意。

《電鍍污染物排放標準》(GB21900-2008)規定鎳(Ⅱ)的排放限值為0.5mg/L，鎳(Ⅱ)的測定范圍能滿足大部分的電鍍企業。

由于紙色譜法具有現場快速測定的特點，還可以應用于突發性污染物的監測，拓寬了應用范疇。

參考文獻

[1]秦淑琪.電鍍溶液及電鍍污水監測的研究[D].蘭州：西北師范大學化學化工學院，2005:3-6.

[2]王文星.電鍍廢水處理技術研究現狀及趨勢[J].電鍍與精飾，2011，33(5)：42-46.

[3]劉建平，曾海秀，練桂軍.丁二酮肟比色法測定電鍍廢水中的鎳[J].電鍍與環保，2012,32(5)：48.

[4]舒永紅.原子吸收和原子熒光光譜分析[J].分析試驗室，2007,26(8)：106-122.

[5]郭玉香，徐應明，孫有光,等.試紙法快速檢測環境水體中重金屬鎘[J].農業環境科學學報，2006,25(2)：541-544.

[6]段博，袁斌，呂松.試紙法快速檢測水中重金屬鉻[J].工業水處理，2008,28(10)：68-70.

[7]韓紅菲，李文娟，胡晶晶,等.改性紙色譜法對不銹鋼酸洗廢液金屬離子的檢測[J].太原師范學院學報(自然科學版)，2011,10(3)：105-107.

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.08.011

收稿日期：2016-04-05修回日期： 2016-04-19

基金項目：國家自然科學基金青年項目(21207093)；遼寧省高等學校優秀人才支持計劃(LJQ2014023)；沈陽理工大學遼寧省廢水治理技術重點實驗室開放基金資助課題

中圖分類號：TG115.32

文獻標識碼：B

Nickel(Ⅱ) Chromatography-determining by Zeph Sensitized PAR Test Paper

GAO Wenhao, YU Ping, MA Hui, GUO Pengyao, GAO Junjie

(School of Environmental and Chemical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, China)

Abstract:Nickel(Ⅱ) concentration was determined by test paper chromatography method.The test paper was prepared by using tetradecyl dimethyl benzyl ammonium chloride(Zeph)surfactant sensitized PAR chromogenic agent as soak solution.The best condition of the test paper usage was investigated,and a new method of nickel(Ⅱ) determination was established.Linear range was 0.5～100.0mg/L.This method is used for determining the nickel(Ⅱ) concentration in nickel containing waste water with satisfied results.

Keyword:Zeph;sensitized PAR;chromatography of test paper;nickel(Ⅱ)