高效液相色譜法測(cè)定硝基苯胺類(lèi)化合物

胡君梅

（湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，湖北 武漢 430073）

高效液相色譜法測(cè)定硝基苯胺類(lèi)化合物

胡君梅

（湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，湖北 武漢 430073）

建立高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定硝基苯胺類(lèi)化合物(2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺和2,4-二硝基苯胺)的方法。廢水中硝基苯胺類(lèi)化合物用乙醚萃取，色譜柱為ODS2 C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），流動(dòng)相為甲醇-水(65∶35，體積比)，柱溫 25 ℃，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)228 nm。在此實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)測(cè)定了廢水中4種硝基苯胺類(lèi)化合物，各組分分離較好，且線性關(guān)系良好。該方法操作簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，可用于工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)。

高效液相色譜；硝基苯胺；廢水

硝基苯胺類(lèi)化合物具有一定的顏色、氣味以及明顯的致癌性，是我國(guó)環(huán)境治理規(guī)定中優(yōu)先控制的污染物，主要來(lái)源于染料、制藥、涂料、農(nóng)藥和塑料等工業(yè)廢棄物。隨著工業(yè)的發(fā)展，此類(lèi)化合物的排放與殘留量日趨增多，容易造成環(huán)境影響，因此，建立快速靈敏地分析硝基苯胺同系物的方法非常必要。

水中硝基苯胺類(lèi)化合物的測(cè)定一般采用分光光度法，近年來(lái)大多采用氣相色譜法，較少采用高效液相色譜法。分光光度法可測(cè)定硝基苯胺類(lèi)物質(zhì)，但不能測(cè)定單個(gè)化合物的含量；氣相色譜法需用靈敏度高的ECD檢測(cè)器，而其它檢測(cè)器靈敏度很低，難以滿(mǎn)足微量化合物的測(cè)定要求。研究發(fā)現(xiàn)，硝基苯胺類(lèi)化合物在液相色譜柱上有較好的分離效果，且紫外檢測(cè)器靈敏度較高，故可以采用高效液相色譜法測(cè)定硝基苯胺類(lèi)物質(zhì)。

作者用乙醚萃取硝基苯胺同系物，采用液相色譜-紫外檢測(cè)器檢測(cè)，確定了樣品的處理方法和液相色譜分析條件，為硝基苯胺類(lèi)物質(zhì)的測(cè)定提供了一種操作簡(jiǎn)便、快速的分析方法。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

甲醇(色譜純)，氯化鈉、無(wú)水硫酸鈉、乙醚(均為分析純)，2-硝基苯胺(2-NA)標(biāo)樣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%)，3-硝基苯胺(3-NA)標(biāo)樣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%)，4-硝基苯胺(4-NA)標(biāo)樣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%)，2,4-二硝基苯胺(2,4-DINA)標(biāo)樣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%)。水為二次蒸餾水。水樣取自某企業(yè)廢水處理監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

Waters 600型高效液相色譜儀，具655型紫外檢測(cè)器；色譜柱：250 mm×4.6 mm (i.d) 不銹鋼柱，內(nèi)填Waters Spherisorb ODS2 C18，粒徑5 μm；UV-180型雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；R-1001N旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)樣溶液的制備

硝基苯胺類(lèi)化合物標(biāo)樣溶液：準(zhǔn)確稱(chēng)取2-NA、3-NA、4-NA、2,4-DINA各0.1 g(精確至0.1 mg)，分別置于100 mL的容量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度，溶液中各物質(zhì)的濃度為1000 mg·L-1，置于4 ℃冰箱中，備用。

硝基苯胺類(lèi)化合物混合標(biāo)樣溶液：準(zhǔn)確移取2-NA、3-NA、4-NA、2,4-DINA標(biāo)樣溶液各10.00 mL，置于100 mL的容量瓶中，并用甲醇稀釋至刻度，溶液中各物質(zhì)的濃度為100 mg·L-1，置于4 ℃冰箱中，備用。

1.2.2 樣品處理

取100 mL經(jīng)處理的工業(yè)廢水置于分液漏斗中，加入3 g氯化鈉，溶解后加入20 mL乙醚，振搖萃取2 min，靜置分層。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，置于50 mL燒杯中；水相用10 mL乙醚再次萃取，有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，用少量乙醚洗滌無(wú)水硫酸鈉，合并有機(jī)相。揮干乙醚，冷卻后用甲醇提取，置于100 mL的容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，置于4 ℃冰箱中，備用。

1.2.3 色譜測(cè)定條件

色譜柱為Waters Spherisorb ODS2 C18（4.6 mm× 250 mm，5 μm），流動(dòng)相為甲醇-水（65∶35，體積比，下同），流速1.0 mL·min-1，進(jìn)樣量20 μL，柱溫25℃，檢測(cè)波長(zhǎng)228 nm。在此條件下，濃度均為3.0 mg·L-1硝基苯胺類(lèi)化合物混合標(biāo)樣溶液的色譜分離情況如圖1所示。

圖1 硝基苯胺類(lèi)化合物混合標(biāo)樣溶液色譜圖Fig.1 The chromatogram of the standard solution nitroaniline isomers

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的優(yōu)化

2.1.1 色譜柱的選擇

本實(shí)驗(yàn)選用了Zorbax XDB C18和Spherisorb ODS2 C18兩種色譜柱，都能確保堿性物質(zhì)的分離分析。在甲醇-水（65∶35)流動(dòng)相中，當(dāng)檢測(cè)波長(zhǎng)為228 nm時(shí)，濃度均為3.0 mg·L-1的硝基苯胺類(lèi)化合物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液通過(guò)XDB柱，只有在甲醇體積低于40%的條件下才能實(shí)現(xiàn)較好的分離，ODS2柱在較寬流動(dòng)相配比下均能實(shí)現(xiàn)較好的分離，并且在甲醇-水（65∶35)流動(dòng)相中，ODS2柱色譜保留時(shí)間短且靈敏度更高，更適于硝基苯胺類(lèi)化合物的分離，故色譜柱選擇Spherisorb ODS2 C18柱。

2.1.2 流動(dòng)相的選擇

流動(dòng)相甲醇體積分?jǐn)?shù)在30%～70%之間變動(dòng)時(shí)，隨著甲醇體積分?jǐn)?shù)增大，目標(biāo)化合物的峰面積有一定的增加，保留時(shí)間縮短，且各物質(zhì)保留時(shí)間也相應(yīng)減小。綜合考慮，選擇流動(dòng)相為甲醇-水（65∶35)，在此條件下，15 min內(nèi)硝基苯胺類(lèi)4種化合物能夠完全分離。

2.1.3 紫外檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

分別配制3.0 mg·L-1的2-NA、3-NA、4-NA、2,4-DINA標(biāo)樣溶液，分別用紫外分光光度計(jì)于190～600 nm掃描，根據(jù)峰高響應(yīng)值，選取228 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.1.4 流速和柱溫的選擇

在本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)所用色譜柱的基本性能，本實(shí)驗(yàn)流速均為1.0 mL·min-1。柱溫在20～35 ℃范圍內(nèi)，對(duì)各峰分離基本無(wú)影響，考慮到實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)便性和經(jīng)濟(jì)性，選擇柱溫為室溫25 ℃。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及方法檢出限

準(zhǔn)確移取混合標(biāo)樣溶液0.10 mL、0.50 mL、1.0mL、2.0 mL、4.0 mL、8.0 mL、10.0 mL，用流動(dòng)相定容至100 mL，制得濃度分別為0.1 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、2.0 mg·L-1、4.0 mg·L-1、8.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在色譜條件下進(jìn)樣，記錄色譜圖數(shù)據(jù)，以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行線性回歸分析，得進(jìn)樣濃度與峰面積的回歸方程及相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 硝基苯胺類(lèi)化合物回歸方程及檢出限Tab.1 Regression equations and detection Limit of nitroaniline isomers

2.3 方法回收率和精密度

準(zhǔn)確移取混合標(biāo)樣溶液0.2 mL、0.8 mL，分別置于100 mL容量瓶中，用流動(dòng)相稀釋至刻度，硝基苯胺類(lèi)化合物濃度分別為0.2 mg·L-1、0.8 mg·L-1。將2種濃度的標(biāo)樣溶液分別加入6個(gè)空白水樣（蒸餾水）中，按本實(shí)驗(yàn)確定的條件進(jìn)行處理與測(cè)定，測(cè)得方法的回收率和變異系數(shù)見(jiàn)表2。

2.4 實(shí)際樣品的測(cè)定

在3個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)從企業(yè)處理廢水監(jiān)測(cè)點(diǎn)取樣，在本實(shí)驗(yàn)最優(yōu)分析條件下，對(duì)水中硝基苯胺類(lèi)化合物進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，廢水中的硝基苯胺類(lèi)化合物的濃度基本穩(wěn)定。

表2 方法回收率和精密度（n=6）Tab.2 Recovery test and accuracy (n=6)

表3 樣品分析結(jié)果Tab.3 Analytical result of sample

3 結(jié)論

建立了高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定硝基苯胺類(lèi)化合物(2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺和2,4-二硝基苯胺)的方法。廢水中硝基苯胺類(lèi)化合物用乙醚萃取，色譜柱為ODS2 C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)，流動(dòng)相為甲醇-水(65∶35，體積比)，柱溫25℃，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)228 nm。在此實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)測(cè)定了廢水中4種硝基苯胺類(lèi)化合物，各組分分離較好，且線性關(guān)系良好。該方法操作簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，可用于工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)。

[1] 徐水平，姜煥.高效液相色譜法測(cè)定水中對(duì)(鄰)硝基苯胺[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2003，19（3）：15-17.

[2] 趙虹.高效液相色譜法測(cè)定對(duì)硝基苯胺及其雜質(zhì)[J].化學(xué)世界，1991，32（3）：118-121.

[3] 黃麗芳，李來(lái)生，劉超.高效液相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定廢水中芳香胺類(lèi)化合物[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，24（3）：265-269.

[4] 趙淑莉，鄒漢法.高效液相色譜法測(cè)定廢水中苯胺類(lèi)化合物[J].色譜，1997，15（6）：508-511.

Determination of Nitroaniline Isomers by HPLC

HU Jun-mei
(Hubei Research and Design Institute of Chemical Industry, Wuhan 430073, China)

The determination method of nitroaniline isomers (2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2, 4-dinitroaniline) in water by HPLC was described. Nitroaniline isomers in water was extracted with ether, and the chromatographic system was as followed：chromatographic column ODS2 C18（250 mm × 4.6 mm, 5.0 μm）, used methanol-water（65∶35, volume ratio) solution as fl uid phase, fl ow rate 1.0 mL/min, temperature 25 ℃ and UV 228 nm. It had good separation with the four compounds of nitroaniline isomers under the experimental conditions, and there was good linearity between the concentrations of nitroaniline compounds and the peak areas.

HPLC; nitroaniline isomers; wastewater

O 657.7+2 O 656

A

1671-9905(2014)06-0066-03

胡君梅（1971-），女，湖北松滋人，工程師，主要從事化工產(chǎn)品檢測(cè)工作

2014-04-29