二甲苯蓝FF在阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺上的Langmuir吸附及应用.PDF
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都洪文 顾家山 石树人 李玉成
微相吸附光谱修正技术,嗅化十六烷基三甲胺,二甲苯蓝FF,阴离子洗涤剂测定
第1页 |
参见附件(224KB,5页)。
二甲苯蓝FF在阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺上的Langmuir吸附及应用.PDF
二甲苯蓝 FF在阳离子表面活性剂
溴化十六烷基三甲胺上的Langmuir 吸附及应用
郜洪文3 1
顾家山2
石树人3
李玉成3
1
(安徽大学化学化工学院 ,合肥 230039) 2
(安徽师范大学化学与材料科学学院 ,芜湖 241000)
3
(安徽大学生命科学学院 ,合肥 230039)
摘 要 利用微相吸附2光谱修正(MPASC)技术研究了溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)与二甲苯蓝 FF(XCFF)
的结合反应 ,分析表面活性剂在微量分析中的增效机理。结果表明:XCFF 2CTMAB 间作用符合Langmuir 单分
子层吸附 ,产物结合比1∶ 1 ,胶束产物聚集形式: (XCFF· CTMAB) 78 ;结合常数等于 1. 02 ×10
5;摩尔吸收系数( λ
= 430 nm)ε= 9. 05× 10
5
L· mol
- 1
· cm- 1。在阴离子表面活性剂存在下 ,聚集产物中 XCFF灵敏脱附 ,籍此定量分
析了实际样品中阴离子洗涤剂。回收率93. 0 %~111 %;RSD小于5. 8 %。
关键词 微相吸附2光谱修正技术 ,溴化十六烷基三甲胺 ,二甲苯蓝 FF ,阴离子洗涤剂测定
2001206221收稿;2001211225接受
本文系国家自然科学基金(40073030) 、国家攀登计划(特别支持)和安徽省自然科学基金(01045301)资助项目
1 引 言
在现代痕量分析中 ,表面活性剂常常是必不可少的增效剂1 ,2。通过形成三元或多元配合物显著提
高分析灵敏度。关于表面活性剂增效机理研究 ,国内外有不少经验和假设 ,如拟均相萃取 , 协同微扰理
论3
,氢键形成机理4
,胶束刚性不对称微环境5
等。近年来 ,新型表面活性剂的合成、分子聚集和溶液
性质研究活跃起来6 ~9。离子型表面活性剂分子(S)在溶液中以带有电荷的离子形式存在 ,单体特别是
胶束聚集了大量静电荷并分散在球表面 ,带有异性电荷探针分子(L)在电场力作用下被吸附在其表面。
因为附着力为静电吸引力 ,没有化学键力强 ,容易受操作环境如离子强度、温度等影响而脱附。探针分
子常常单分子层吸附在相表面上10
,如生物大分子内微静电场作用一样11。
二甲苯蓝 FF(XCFF)分子在溶液中带有负电荷 ,有着较强的被异性电荷吸附能力。本工作研究了溴
化十六烷基三甲胺(CTMAB)与 XCFF的结合反应 ,分析其在微量分析中的增效机理。实验发现 ,当阴离
子表面活性剂如十二烷基硫酸钠(SLS)共存时 ,XCFF能够迅速从其 CTMAB 胶束聚集体中脱离 ,反应灵
敏 ,在掩蔽剂 EDTA存在下反应选择性良好。测定了污水中阴离子洗涤剂(AD)浓度 ,结果良好。
2 实验部分
2. 1 仪器与试剂
TU1901双光束扫描分光光度计(北京普析公司) ;722 型分光光度计(上海第二分析仪器厂) , PHS 2
2C酸度计(上海雷磁仪器厂) ;116R型恒温水浴锅(通江长江实验仪器厂) 。
溴化十六烷基三甲基铵:CTMAB ,10. 0 mmolP L 和 1. 00 mmolP L , 于 4 ℃下保存。使用前在 30~40 ℃
下溶解;SLS标准溶液:10. 0 mmolP L 和10. 0 mgP L , 用作AD测定标准。缓冲溶液:pH 8~12 B2R系列缓
冲溶液和1. 0 molP L NaOH。XCFF溶液(0. 750 mmolP L) :准确称取 0. 4174 g二甲苯蓝 FF溶解于 1000 mL
去离子水中 ,置于4 ℃下保存;CTMAB2XCFF(1∶ 1 molP mol)溶液:将 66. 7 mL 0. 750 mmolP L XCFF溶液 , 10
mL 1molP L NaOH和50. 0μmol CTMAB 混合后稀释至 100 mL ,现用现配;Na22EDTA 溶液(5 %) :用于掩蔽
样品中共存的金属离子。2. 0 molP L NaCl 溶液。上述试剂均使用新生产的0. 5~1μSP cm去离子水配制。
2. 2 实验方法
结合物性质测定:在25 mL 比色管中加入2. 5 mL 缓冲溶液 ,1. 00 mL CTMAB溶液和一定量 XCFF溶
液 ,稀释到25 mL 刻度 ,混匀后在5 min内用1 cm比色皿在 430、 610 nm波长下测定吸光度 ,由Langmuir
第30卷
2002年5月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第5期
571~575等温吸附式12
和光谱修正公式13 ,14
计算 XCFF有效反应分率η、平衡体系中 XCFF浓度 CL、结合比γ、产
物最大结合比 N、结合常数 K等:
1
γ =
1
N +
1
KNCL
(1)
γ = η×CL0
Cs
(2)
CL = (1 - η) CL0 (3)
其中:η =
AC - ΔΑ
A0
(4)
CS 和 CL0分别为 CTMAB、 XCFF初始摩尔浓度 ,AC 为结合产物真实吸光度14
,A0 指试剂空白 XCFF
溶液在峰波长λ 2 下测量吸光度。
阴离子洗涤剂(AD)定量分析:取 20 mL 中性样品溶液置于 25 mL 比色管中 ,加入 2. 5 mL 1molP L
NaOH、 1 mL Na2 EDTA溶液和2. 0 mL XCFF2CTMAB溶液 ,稀释到刻度 ,混匀后在 5 min内使用 2 cm比色
皿在610 nm波长下测量吸光度 ,由标准曲线计算样品中AD浓度。
3 结果与讨论
3. 1 吸收光谱分析
测量XCFF溶液及其与CTMAB反应溶液吸收光谱如图1所示。由曲线1可知 ,XCFF溶液最大吸收
图1 吸收光谱和 XCFF 2CTMAB(1、 3~6)混合溶液的A610 nmP A430 nm吸光度比值变化(2)
Fig. 1 Absorption spectra of xylene cyanol FF (XCFF) and A610 nmP A430 nm of its cetyltrimethylammonium
bromide (CTMAB) mixed solution at pH 13
1. XCFF :0. 750μmol ; 2. XCFF : 0. 750μmol + CTMAB :0~25μmol ; 3. XCFF :1. 50μmol + CTMAB :15μmol ; 4.
XCFF :1. 50μmol + CTMAB :1. 0μmol ; 5. sodium lauryl sulfate (SLS) :50μg + XCFF :0. 750μmol + CTMAB :0. 750
μmol ; 6. SLS:20μmol + XCFF :0. 750μmol + CTMAB :0. 750μmol。1 ,2 ,3 ,6 以水为参比(against water) ;4 ,5 以
试剂空白为参比(against the reagent blank) 。
峰位于610 nm。曲线2给出不同 CTMAB浓度下 CTMAB2XCFF溶液在610、 430 nm下测量吸光度比值变
化 , 可见当 CTMABP XCFF大于5时 ,比值接近于0 ......
溴化十六烷基三甲胺上的Langmuir 吸附及应用
郜洪文3 1
顾家山2
石树人3
李玉成3
1
(安徽大学化学化工学院 ,合肥 230039) 2
(安徽师范大学化学与材料科学学院 ,芜湖 241000)
3
(安徽大学生命科学学院 ,合肥 230039)
摘 要 利用微相吸附2光谱修正(MPASC)技术研究了溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)与二甲苯蓝 FF(XCFF)
的结合反应 ,分析表面活性剂在微量分析中的增效机理。结果表明:XCFF 2CTMAB 间作用符合Langmuir 单分
子层吸附 ,产物结合比1∶ 1 ,胶束产物聚集形式: (XCFF· CTMAB) 78 ;结合常数等于 1. 02 ×10
5;摩尔吸收系数( λ
= 430 nm)ε= 9. 05× 10
5
L· mol
- 1
· cm- 1。在阴离子表面活性剂存在下 ,聚集产物中 XCFF灵敏脱附 ,籍此定量分
析了实际样品中阴离子洗涤剂。回收率93. 0 %~111 %;RSD小于5. 8 %。
关键词 微相吸附2光谱修正技术 ,溴化十六烷基三甲胺 ,二甲苯蓝 FF ,阴离子洗涤剂测定
2001206221收稿;2001211225接受
本文系国家自然科学基金(40073030) 、国家攀登计划(特别支持)和安徽省自然科学基金(01045301)资助项目
1 引 言
在现代痕量分析中 ,表面活性剂常常是必不可少的增效剂1 ,2。通过形成三元或多元配合物显著提
高分析灵敏度。关于表面活性剂增效机理研究 ,国内外有不少经验和假设 ,如拟均相萃取 , 协同微扰理
论3
,氢键形成机理4
,胶束刚性不对称微环境5
等。近年来 ,新型表面活性剂的合成、分子聚集和溶液
性质研究活跃起来6 ~9。离子型表面活性剂分子(S)在溶液中以带有电荷的离子形式存在 ,单体特别是
胶束聚集了大量静电荷并分散在球表面 ,带有异性电荷探针分子(L)在电场力作用下被吸附在其表面。
因为附着力为静电吸引力 ,没有化学键力强 ,容易受操作环境如离子强度、温度等影响而脱附。探针分
子常常单分子层吸附在相表面上10
,如生物大分子内微静电场作用一样11。
二甲苯蓝 FF(XCFF)分子在溶液中带有负电荷 ,有着较强的被异性电荷吸附能力。本工作研究了溴
化十六烷基三甲胺(CTMAB)与 XCFF的结合反应 ,分析其在微量分析中的增效机理。实验发现 ,当阴离
子表面活性剂如十二烷基硫酸钠(SLS)共存时 ,XCFF能够迅速从其 CTMAB 胶束聚集体中脱离 ,反应灵
敏 ,在掩蔽剂 EDTA存在下反应选择性良好。测定了污水中阴离子洗涤剂(AD)浓度 ,结果良好。
2 实验部分
2. 1 仪器与试剂
TU1901双光束扫描分光光度计(北京普析公司) ;722 型分光光度计(上海第二分析仪器厂) , PHS 2
2C酸度计(上海雷磁仪器厂) ;116R型恒温水浴锅(通江长江实验仪器厂) 。
溴化十六烷基三甲基铵:CTMAB ,10. 0 mmolP L 和 1. 00 mmolP L , 于 4 ℃下保存。使用前在 30~40 ℃
下溶解;SLS标准溶液:10. 0 mmolP L 和10. 0 mgP L , 用作AD测定标准。缓冲溶液:pH 8~12 B2R系列缓
冲溶液和1. 0 molP L NaOH。XCFF溶液(0. 750 mmolP L) :准确称取 0. 4174 g二甲苯蓝 FF溶解于 1000 mL
去离子水中 ,置于4 ℃下保存;CTMAB2XCFF(1∶ 1 molP mol)溶液:将 66. 7 mL 0. 750 mmolP L XCFF溶液 , 10
mL 1molP L NaOH和50. 0μmol CTMAB 混合后稀释至 100 mL ,现用现配;Na22EDTA 溶液(5 %) :用于掩蔽
样品中共存的金属离子。2. 0 molP L NaCl 溶液。上述试剂均使用新生产的0. 5~1μSP cm去离子水配制。
2. 2 实验方法
结合物性质测定:在25 mL 比色管中加入2. 5 mL 缓冲溶液 ,1. 00 mL CTMAB溶液和一定量 XCFF溶
液 ,稀释到25 mL 刻度 ,混匀后在5 min内用1 cm比色皿在 430、 610 nm波长下测定吸光度 ,由Langmuir
第30卷
2002年5月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第5期
571~575等温吸附式12
和光谱修正公式13 ,14
计算 XCFF有效反应分率η、平衡体系中 XCFF浓度 CL、结合比γ、产
物最大结合比 N、结合常数 K等:
1
γ =
1
N +
1
KNCL
(1)
γ = η×CL0
Cs
(2)
CL = (1 - η) CL0 (3)
其中:η =
AC - ΔΑ
A0
(4)
CS 和 CL0分别为 CTMAB、 XCFF初始摩尔浓度 ,AC 为结合产物真实吸光度14
,A0 指试剂空白 XCFF
溶液在峰波长λ 2 下测量吸光度。
阴离子洗涤剂(AD)定量分析:取 20 mL 中性样品溶液置于 25 mL 比色管中 ,加入 2. 5 mL 1molP L
NaOH、 1 mL Na2 EDTA溶液和2. 0 mL XCFF2CTMAB溶液 ,稀释到刻度 ,混匀后在 5 min内使用 2 cm比色
皿在610 nm波长下测量吸光度 ,由标准曲线计算样品中AD浓度。
3 结果与讨论
3. 1 吸收光谱分析
测量XCFF溶液及其与CTMAB反应溶液吸收光谱如图1所示。由曲线1可知 ,XCFF溶液最大吸收
图1 吸收光谱和 XCFF 2CTMAB(1、 3~6)混合溶液的A610 nmP A430 nm吸光度比值变化(2)
Fig. 1 Absorption spectra of xylene cyanol FF (XCFF) and A610 nmP A430 nm of its cetyltrimethylammonium
bromide (CTMAB) mixed solution at pH 13
1. XCFF :0. 750μmol ; 2. XCFF : 0. 750μmol + CTMAB :0~25μmol ; 3. XCFF :1. 50μmol + CTMAB :15μmol ; 4.
XCFF :1. 50μmol + CTMAB :1. 0μmol ; 5. sodium lauryl sulfate (SLS) :50μg + XCFF :0. 750μmol + CTMAB :0. 750
μmol ; 6. SLS:20μmol + XCFF :0. 750μmol + CTMAB :0. 750μmol。1 ,2 ,3 ,6 以水为参比(against water) ;4 ,5 以
试剂空白为参比(against the reagent blank) 。
峰位于610 nm。曲线2给出不同 CTMAB浓度下 CTMAB2XCFF溶液在610、 430 nm下测量吸光度比值变
化 , 可见当 CTMABP XCFF大于5时 ,比值接近于0 ......
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