微乳液/離子液體協(xié)同增敏分光光度法測定水中苯酚

1 引 言

人體攝入含有一定量苯酚的飲用水后，會(huì)出現(xiàn)急性中毒癥狀，可引起頭疼、貧血及神經(jīng)系統(tǒng)障礙。目前，測定苯酚的方法有電化學(xué)法［1］、色譜法［2］和光譜法等。國家規(guī)定的環(huán)境監(jiān)測分析方法是4-氨基安替比林（4-AAP）光度法，基于K3Fe（CN）6氧化苯酚生成的氧化物與4-AAP絡(luò)合顯色［3］。但是此法測定靈敏度不高。

離子液體（ILs）和表面活性劑均在光譜分析、電化學(xué)分析、色譜分析等領(lǐng)域［4～8］展示出廣闊的應(yīng)用前景。本課題組曾研究表面活性劑（膠束、微乳液）對光譜分析的增溶增敏作用［9～11］。與膠束相比，微乳液具有較低的界面張力和較高的增溶能力，由于其特殊組成及結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的增溶、增敏及增穩(wěn)作用。

親水性離子液體與表面活性劑協(xié)同作用后，能夠?qū)Υ郎y體系起到增溶增敏的作用，進(jìn)而提高體系的靈敏度。劉斐等［4］利用離子液體（氯化1-丁基-3甲基咪唑）與Triton X-100膠束協(xié)同作用作為新型光度法增敏劑測定鋁。本研究將Triton X-100微乳液/離子液體（1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸鹽， Triton X-100-M/ILS）應(yīng)用于苯酚測定。結(jié)果表明，在pH＝10.0緩沖液中，Triton X-100微乳液/離子液體能提高苯酚-4-AAP- K3Fe（CN）6測定體系靈敏度。通過測定不同介質(zhì)中4-AAP分配系數(shù)，探討了Triton X-100微乳液/離子液體體系的協(xié)同增敏作用機(jī)理。本方法測定水中苯酚，操作簡便，結(jié)果準(zhǔn)確。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑 UV-723PC可見分光光度計(jì)（上海新茂有限公司）；pHS-25型pH計(jì)（上海精科雷磁公司）；2K-82 B型 真空干燥箱（上海宜川儀表廠）。1.000 g/L酚標(biāo)準(zhǔn)貯備液，臨用時(shí)逐級稀釋；氨水-氯化銨緩沖溶液（pH＝10.0±0.2）；2% 4-氨基安替比林溶液； 8% K3Fe（CN）6溶液；在Triton X-100微乳液中， Triton X-100、正丁醇、正庚烷與水的質(zhì)量比為10.0∶4.0∶1.0∶85.0；濃度為10.0%的離子液體（1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸鹽，合成方法參見文獻(xiàn)［12］）；所有試劑均為分析純， 實(shí)驗(yàn)用水為自制新鮮無酚蒸餾水。

2.2 吸光度與分配系數(shù)的測定 比色管中加入0.50 mL 10.0 mg/L苯酚標(biāo)準(zhǔn)液，0.50 mL緩沖溶液，0.20 mL Triton X-100微乳液，0.20 mL 4-AAP，0.2 0mL K3Fe（CN）6和2.00 mL 10.0%離子液體，定容至5 mL， 靜置10 min，以試劑空白作參比，在496 nm波長處測定吸光度。分配系數(shù)的測定參見文獻(xiàn)［13］。

3 結(jié)果與討論

3.1 介質(zhì)選擇 考察不同介質(zhì)體系中吸光度變化情況（表1）。TritonX-100-M/ILs介質(zhì)對體系具有最好的協(xié)同增敏作用。由表1可知，體系在Triton X-100-M/ILs中吸光度最大。因此，選擇Triton X-100-M/ILs為測定介質(zhì)。

M. 微乳液（Microemulsion）；m. 膠束（Micelle）；ILs. 離子液體（Ionic liquids）；4-AAP: 4-Aminoantipyrine。

3.2 測定條件優(yōu)化 在pH 7.0～12.0范圍內(nèi)，考察pH值對體系影響。結(jié)果表明，體系酸度對苯酚-4-AAP-K3Fe（CN）6穩(wěn)定性影響很大。當(dāng)pH＝10.0時(shí)，體系吸光度達(dá)到最大。

在室溫下顯色10 min后，0.20 mL 4-AAP，020 mL K3Fe（CN）6使體系吸光度能夠達(dá)到最大值，且基本保持不變。

ILs用量為2.00mL時(shí)，體系中有色化合物的吸光度最大，且基本保持不變。固定ILs用量為2.00 mL，改變Triton X-100-M用量。當(dāng)Triton X-100-M與ILs的體積比達(dá)到0.08～0.12時(shí)，吸光度最大。說明Triton X-100-M與ILs達(dá)到一定的比例時(shí)產(chǎn)生協(xié)同作用; 低于或超過此比例，Triton X-100-M與ILs間的靜電引力會(huì)打破原來的平衡狀態(tài)，使整個(gè)體系趨于單一介質(zhì)，協(xié)同作用減?。?3］。本實(shí)驗(yàn)選擇兩者體積比為0.10。

3.3 干擾實(shí)驗(yàn) 考察了常見陰和陽離子對0.50 mg/L苯酚測定的影響。在相對誤差≤±5%范圍內(nèi)，1000倍K＋， Mg2+， V， Mo， PO3－4， NO－3， 檸檬酸和乙酸；500倍的SO２－4；10倍的鄰硝基酚；5倍的對苯二酚，對測定無干擾。

3.4 分析特性 在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，苯酚標(biāo)液濃度在0.12～20.00 mg/L內(nèi)呈線性關(guān)系，線性方程為A＝0.1986c－0.023（mg/L）， r＝0.9988，檢出限為12.0

SymbolmA@ g/L。

3.5 樣品分析

苯酚標(biāo)樣GBW（E）080470經(jīng)適當(dāng)稀釋后，測得苯酚含量為（0.89±0.04） g/L，RSD為2.8%（n＝3），與其標(biāo)準(zhǔn)值（0.93±0.03） g/L相符。

測得某化工廠廢水中苯酚含量為（0.26±0.03）mg/L（n＝3），回收率為95.5%～104.0%。

第6期姜蓉蓉等： 微乳液/離子液體協(xié)同增敏分光光度法測定水中苯酚

3.6 分配系數(shù)測定及增敏機(jī)理探討

通過測定4-AAP在水溶液、微乳液及微乳液/離子液體混合介質(zhì)中的分配系數(shù)， 討論增敏機(jī)理。介質(zhì)對光譜的增敏能力主要依據(jù)其對4-AAP的增溶能力。在不同介質(zhì)中分配系數(shù)的順序?yàn)镵D（Triton X-100-M/ILs）＝1639＞KD（Triton X-100-M）＝991＞KD（ILs）＝379。原因可能是在混合介質(zhì)中，ILs的陽離子與水，陰離子與水及Triton X-100-M與水之間能夠形成氫鍵，其作用力比單一介質(zhì)中的靜電作用強(qiáng)，因此能夠增加混合介質(zhì)的穩(wěn)定性及溶解能力［15］。同時(shí)，在混合介質(zhì)中，ILs對Triton X-100-M作用的位置是柵欄組織，ILs中陽離子的存在在靜電引力的作用下使得柵欄組織部分間距降低部分間距增大，在間距增大的位置上能容納更多的表面活性劑分子，與單一微乳液介質(zhì)或ILs介質(zhì)相比較，同一液滴就擁有了更多的表面活性劑分子［15］，能夠極大地增加4-AAP在其中的溶解度，分配系數(shù)增加。此結(jié)果表明，4-AAP在Triton X-100-M/ILs中具有更好的增溶作用，從而有利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行，提高光度法測定的靈敏度。

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Determination of Phenol by Synergism Sensitizing of Triton X-100

Microemulsion/Ionic Liquids Spectroscopic Method

JIANG Rong-Rong， ZHU Xia-Shi

（Department of Chemistry in Yangzhou University， Yangzhou 225002）

Abstract The sensitizing effect of Triton X-100 microemulsion/ionic liquids （ILs） on the determination of phenol by spectroscopic method was developed. The sensitizing mechanism and various factors influencing adsorption spectra were discussed. Under the optimum conditions， the linear equation was A＝0.1986c （mg/L）－0.023（correlation coefficient r＝0.9988）. The linear range and detection limit were 0.12—20.00 mg/L and 12.0

SymbolmA@ g/L， respectively. The proposed method was applied to the determination of phenol in water samples with satisfactory results.

Keywords Phenol; Ionic liquids; Triton X-100 microemulsion; Spectroscopic method; Synergism sensitization

（Received 14 November 2010; accepted 20 January 2011）