二硝基苯肼柱前衍生

2024-06-08 08:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

水中的甲醛来源主要是臭氧消毒副产物，臭氧是一种高效广谱的消毒剂，广泛应用于诸多领域。臭氧作为消毒剂在处理含有机物的水源水时，水中不饱和化合物形成臭氧化物，臭氧化物水解，就会形成较小的有机分子如甲醛、乙醛等醛类产物，对饮用水安全性构成一定威胁[1]。水中的乙醛主要来源于合成橡胶、纤维、制药等工业废水的排放[2]。在新修订实施的《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[3]中甲醛的测定方法为4-氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，4-三氨杂茂(AHMT)分光光度法，乙醛的测定方法为气相色谱—氢火焰离子化检测器法。但是在实际检测工作过程中，甲醛的AHMT分光光度法灵敏度低[4]。本文对2，4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化高效液相色谱(HPLC)法测定水中微量甲醛和乙醛的方法进行了研究，对衍生化的条件、衍生物的稳定性、衍生化产物提取方法以及HPLC的分离分析条件等进行了考查和优化。

1 材料和方法 1.1 仪器与试剂

岛津LC-2010AHT液相色谱仪(具紫外检测器)；甲醛标准溶液(9.91 mg/mL)；乙醛溶液(40%)；DNPH 2.0 mg/mL的乙腈溶液(DNPH经重晶纯化处理)；乙腈(色谱纯)；环己烷(色谱纯)；盐酸—氯化钠溶液；磷酸氢二钠溶液。

1.2 色谱条件

色谱柱：XDB C18不锈钢柱(250 mm × 4.6 mm，5 μm)；流动相：乙腈:水=52:48；流量：1.0 mL/min；波长365 nm；柱温40℃；进样量10 μL。

1.3 工作曲线制备

吸取1.00 mL乙醛溶液(40%)于100 mL容量瓶中，纯水定容至刻度，摇匀，用碘量法标定其浓度作为乙醛标准储备溶液，临用前用纯水配制成20.0 μg/mL乙醛标准使用溶液。并于临用前将甲醛标准溶液用纯水配置成20.0 μg/mL甲醛标准使用溶液。

准确吸取0、0.10、0.20、0.40、0.80、1.50、2.00 mL甲醛标准使用溶液和乙醛标准使用溶液于50 mL比色管中，加纯水至5.00 mL，分别加入2.00 mL盐酸—氯化钠溶液、1.00 mL磷酸氢二钠溶液、0.50 mL衍生剂(DNPH乙腈溶液)，摇匀，于60℃水浴中衍生20 min，最后准确加入5.00 mL环己烷，振摇提取，待静止分层后吸出环己烷层，用0.22 μm有机相过滤头过滤，取滤液进样10 μL，每个浓度进样3次，各标准物质以峰面积对应标准浓度绘制工作曲线。

1.4 样品测定

吸取5.00 mL水样于50 mL比色管中，衍生操作方法同工作曲线，最后进样10 μL，于液相色谱仪分析定量，以保留时间定性，峰面积定量。

2 结果与讨论 2.1 衍生化条件的选择

甲醛和乙醛在酸性条件下与衍生剂衍生，生成苯腙类化学物，在衍生过程中，水浴的温度和水浴的时间对衍生效果有着直接影响。本文在40、50和60℃的水浴条件下分别在20、40和60 min测定标准系列。实验结果表明，在40℃的水浴条件下，工作曲线各点的峰面积在20~60 min时间段内一直在增大，说明在40℃的水浴条件下，衍生化反应在60 min内一直在进行，并未反应完全；在50℃的水浴条件下，工作曲线各点的峰面积在40 min后基本趋于稳定，说明在50℃的水浴条件下，衍生化反应在40 min后基本反应完全；而在60℃的水浴条件下，工作曲线各点的峰面积在20 min后就基本趋于稳定，说明在60℃的水浴条件下，衍生化反应只需20 min就基本反应完全。为加快检测速度、提高工作效率，本文采用60℃的水浴20 min的衍生化条件。

2.2 衍生物的稳定性

本文在约25℃室温放置条件下，分别在衍生化反应完成后5和30 min，1、2和6 h时测定标准系列衍生液以及水样衍生液，以评价衍生物的稳定性(表 1)。实验结果表明，标准曲线各点峰面积以及水样峰面积在6 h内无显著变化，说明在室温保存条件下，衍生物能保持良好稳定性。

表 1 衍生物的稳定性试验样品 5 min(峰面积) 30 min(峰面积) 1 h(峰面积) 2 h(峰面积) 6 h(峰面积) 标准偏差(峰面积) 相对标准偏差(%) 标准衍生液 215 941 216 007 213 894 214 865 215 113 868 0.40 样品衍生液 89 561 90 171 91 236 86 963 88 169 1 679 1.88 表选项 2.3 提取液的选择

衍生后生成的苯腙类化学物，根据其化学特性能够采用环己烷、正己烷、石油醚等非极性有机溶剂进行提取。考虑到环己烷的毒性相对较小，且比较容易采购到色谱纯的试剂，本文采用环己烷作为提取液，实验结果表明，效果良好。

2.4 色谱条件的选择

本文采用XDB C18色谱柱，乙腈—水为流动相，通过反复实验比较，在乙腈:水=52:48的流动相条件下，甲醛和乙醛的衍生物能达到很好的基线分离，且保留时间适中，峰型良好，标准色谱图见图 1。

图 1 甲醛、乙醛标准衍生物色谱图图选项 2.5 线性范围与检出限

本方法中甲醛、乙醛在0~8.0 μg/mL浓度范围内，线性关系良好，相关系数γ分别为0.9997、0.9996。以噪声的3倍计算，甲醛、乙醛最低检出限分别为0.01 μg、0.02 μg，按水样取样5.00 mL计算，最低检出浓度分别为0.002、0.005 mg/L。

2.6 精密度与准确度

按本文方法检测水样品共152份，另随机抽取5份样品，计算RSD值，试验结果表明甲醛的RSD为0.5%~2.4%；乙醛的RSD为1.1%~3.2%。每份分别加入高浓度和低浓度的甲醛、乙醛标准溶液，计算加标回收率，试验结果表明甲醛回收率为97.6%~99.3%；乙醛回收率为98.4%~101.7%(表 2)。

表 2 方法的加标回收率试验样品甲醛乙醛本底值(μg) 加标量(μg) 测定值(μg) 回收率(%) 本底值(μg) 加标量(μg) 测定值(μg) 回收率(%) 1号样品 1.93 1.00 2.91 98.0 28.21 5.00 33.13 98.4 1.93 5.00 6.81 97.6 28.21 10.00 38.17 99.6 2号样品 3.69 1.00 4.67 98.0 24.86 5.00 29.83 99.4 3.69 5.00 8.65 99.2 24.86 10.00 34.89 100.3 3号样品 1.72 1.00 2.71 99.0 18.92 5.00 23.85 98.6 1.72 5.00 6.65 98.6 18.92 10.00 28.84 99.2 4号样品 0.89 1.00 1.87 98.0 13.37 5.00 18.45 101.6 0.89 5.00 5.81 98.4 13.37 10.00 23.31 99.4 5号样品 5.87 1.00 6.86 99.0 26.40 5.00 31.36 99.2 5.87 5.00 10.84 99.3 26.40 10.00 36.57 101.7 表选项 2.7 检测结果比对

考虑到国标方法AHMD分光光度法不但灵敏度低，而且选择性差。本文随机抽取10份样品，每份分别加入高浓度甲醛标准，采用本文方法和AHMD分光光度法分别进行测定，测定结果见表 3。

表 3 本法与国标方法检测结果比对样品编号本法(mg/L) 国标方法(mg/L) 误差(d) 1 5.37 5.51 -0.14 2 6.74 6.81 -0.07 3 4.14 4.11 0.03 4 4.09 4.16 -0.07 5 4.11 4.07 0.04 6 4.76 4.72 0.04 7 4.45 4.40 0.05 8 4.78 4.56 0.22 9 4.06 4.21 -0.15 10 3.65 3.51 0.14 表选项

根据配对数据t检验，t等于0.621，t0.05, 9等于2.262，t小于t0.05, 9，P大于0.05，两种方法检测结果并无显著性差异。

3 小结

本方法采用DNPH衍生化—液相色谱仪分析定量。不但可同时检测水中微量的甲醛和乙醛，具有灵敏度高、选择性好、精密度和准确度好等优点，而且简便、快捷，适合分析大批量水样。

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