專利名稱：一種從水溶液中濃縮苯胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濃縮方法，特別涉及一種從水溶液中加鹽強(qiáng)化濃縮苯胺的方法。
背景技術(shù)：
苯胺是一種重要的有機(jī)化工原料，同時(shí)也是一種"三致"物質(zhì)，難以生物降解，對(duì)人 體及微生物有劇毒，已被列為水中優(yōu)先控制污染物之一。這類污染物在水中含量很低，一般 很難達(dá)到儀器的最低檢測(cè)限而不易被直接檢出，樣品必須經(jīng)過(guò)前處理技術(shù)后，方可進(jìn)行檢 水中樣品的前處理的方法本質(zhì)上可分為兩大類一類是對(duì)檢測(cè)器響應(yīng)弱(或無(wú)信 號(hào))的樣品，通過(guò)衍生技術(shù)改變其物理和化學(xué)性質(zhì)，使之成為可被檢測(cè)的化合物。另一類是 通過(guò)對(duì)復(fù)雜基體樣品中低含量組分進(jìn)行分離、純化和富集以獲得同樣效果，主要包括液液 萃取、超臨界流體萃取、固相萃取、膜萃取等方法。 液液萃取具有操作簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)，能量消耗少等特點(diǎn)，但其有 機(jī)溶劑用量大，萃取效率低。超臨界流體萃取涉及高壓操作，工藝過(guò)程的技術(shù)要求高，設(shè)備 投資費(fèi)用大。固相萃取采用選擇性吸附、選擇性脫附的方式對(duì)樣品進(jìn)行富集、分離、純化，是 目前應(yīng)用最廣泛的凈化方法之一，但其操作相對(duì)繁瑣、空白值高、易堵塞萃取柱。膜萃取具 有靈敏度高、操作簡(jiǎn)單，快捷、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，但由于有機(jī)溶劑的作用，膜易溶脹，傳質(zhì)效率低。
《中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志》2004年10月第14巻第5期，542-544報(bào)道了一篇傳統(tǒng)的MTBE 液液萃取水中有機(jī)物的方法，萃取劑用量大，效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的分離富集水中低濃度苯胺的方 法。 該濃縮苯胺的方法如下 常溫常壓下，苯胺水溶液濃度為1. 03%，首先往苯胺水溶液中加入添加劑，然后再 加入萃取劑，其中添加劑為固體無(wú)機(jī)鹽或離子液體，固體無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉、溴化鈉、碳酸鉀 或醋酸鉀，離子液體為1-乙基_3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙基_3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1- 丁 基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸鹽，萃取劑為甲基叔丁基醚，固體無(wú)機(jī) 鹽的添加量為苯胺水溶液的5% -30% (質(zhì)量百分比)，離子液體為苯胺水溶液的5% -20% (質(zhì)量百分比)，萃取劑的添加量為相比6 : l(相比即水相與有機(jī)相的體積比)。
上述的加鹽強(qiáng)化液液萃取方法濃縮苯胺的分離依據(jù)是水是能形成氫鍵的強(qiáng)極性 組分，苯胺是弱極性分子，所以，分離劑與苯胺的親合力強(qiáng)于分離劑與水的親合力，從而有 效地富集濃縮水中低濃度苯胺，提高檢測(cè)技術(shù)。 當(dāng)鹽用于分離水和苯胺時(shí)，強(qiáng)極性的鹽與極性較強(qiáng)的水分子之間的作用力遠(yuǎn)大于 它與弱極性苯胺分子之間的作用力，因而在水相中水分子被束縛，更多的苯胺分子從水相 中轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，這種方法的分離富集能力要比傳統(tǒng)的液液萃取強(qiáng)很多。另外，此種方法操
3作簡(jiǎn)單，周期短，可靠性好，并且在實(shí)際工業(yè)檢測(cè)中無(wú)放大效應(yīng)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
由于水樣中大部分低濃度有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和分離機(jī)理相似，因此加鹽液液萃取的思 路不僅可應(yīng)用于測(cè)定水樣中優(yōu)先控制物苯胺，而且還可以應(yīng)用于興奮劑、土壤、食品以及固 相載體中有毒物質(zhì)或藥物的痕量分析，因此本發(fā)明具有普遍的意義。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用如下方式實(shí)施以去離子水為溶劑配置初始濃度為1.03%的苯胺水 溶液，取適量此苯胺水溶液置于50ml錐形瓶中，添加劑固體無(wú)機(jī)鹽按一定比例加入，待瓶 內(nèi)固體無(wú)機(jī)鹽與水溶液完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚(MTBE)按相比(水相與有機(jī)相 的體積比)為6 : l加入錐形瓶中，放于恒溫振蕩器內(nèi)，在轉(zhuǎn)速為200rmp的條件下，振搖 30min，靜置分層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相于分析瓶中，用FID氣相色譜儀 檢測(cè)上層有機(jī)相中苯胺的濃度。加鹽強(qiáng)化萃取過(guò)程在常溫常壓條件下進(jìn)行。
本發(fā)明的效果本發(fā)明針對(duì)水中低濃度苯胺，提出一種從水溶液中濃縮有機(jī)物的 方法，選擇了合適的添加劑鹽，從而明顯地提高了苯胺的濃度，30 %的K2C03加入后，苯胺濃 度可達(dá)到7. 78% ;同時(shí)，不同的固體無(wú)機(jī)鹽和離子液體對(duì)分離效果的影響也不同，因此確定
了分離濃縮水中苯胺最佳鹽為鉀鹽。
實(shí)施例1 常溫常壓下，往50ml錐形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 1. 03%和98. 97%，向此錐形瓶?jī)?nèi)加入添加劑氯化鈉，氯化鈉的加入量為瓶?jī)?nèi)苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚按相比(水相與有機(jī)相的體積比)為6 : l加入錐 形瓶中，振搖30min，轉(zhuǎn)速200rmp，靜置分層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相l(xiāng)ml 于分析瓶中，經(jīng)氣相色譜分析，上層有機(jī)相中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 59%。
改變氯化鈉的加入量為10%，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.89%。 改變氯化鈉的加入量為15% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.05%。
實(shí)施例2 常溫常壓下，往50ml錐形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 1. 03%和98. 97%，向此錐形瓶?jī)?nèi)加入添加劑溴化鈉，溴化鈉的加入量為瓶?jī)?nèi)苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚按相比(水相與有機(jī)相的體積比)為6 : l加入錐 形瓶中，振搖30min，轉(zhuǎn)速200rmp，靜置分層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相l(xiāng)ml 于分析瓶中，經(jīng)氣相色譜分析，上層有機(jī)相中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6. 85%。
改變溴化鈉的加入量為10% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.68%。 改變溴化鈉的加入量為15%，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.82%。
實(shí)施例3 常溫常壓下，往50ml錐形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 1. 03%和98. 97%，向此錐形瓶?jī)?nèi)加入添加劑醋酸鉀，醋酸鉀的加入量為瓶?jī)?nèi)苯胺水溶液的5%，待完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚按相比(水相與有機(jī)相的體積比)為6 : l加入錐 形瓶中，振搖30min，轉(zhuǎn)速200rmp，靜置分層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相l(xiāng)ml 于分析瓶中，經(jīng)氣相色譜分析，上層有機(jī)相中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 23%。
改變醋酸鉀的加入量為10% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.74%。 改變醋酸鉀的加入量為15% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.56%。
實(shí)施例4 常溫常壓下，往50ml錐形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 1. 03%和98. 97%，向此錐形瓶?jī)?nèi)加入添加劑碳酸鉀，碳酸鉀的加入量為瓶?jī)?nèi)苯胺水溶液的 5%，待完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚按相比(水相與有機(jī)相的體積比)為6 : l加入錐 形瓶中，振搖30min，轉(zhuǎn)速200rmp，靜置分層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相l(xiāng)ml 于分析瓶中，經(jīng)氣相色譜分析，上層有機(jī)相中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 45%。
改變碳酸鉀的加入量為10% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.64%。 改變碳酸鉀的加入量為15% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7. 18%。 改變碳酸鉀的加入量為25% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.75%。 改變碳酸鉀的加入量為30%，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.78%。
實(shí)施例5 常溫常壓下，往50ml錐形瓶中加入苯胺水溶液20g，苯胺和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 1. 03%和98. 97%，向此錐形瓶?jī)?nèi)加入添加劑1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽，1-乙基-3-甲 基咪唑醋酸鹽的加入量為瓶?jī)?nèi)苯胺水溶液的10%，待完全互溶，將萃取劑甲基叔丁基醚按 相比(水相與有機(jī)相的體積比)為6 : l加入錐形瓶中，振搖30min，轉(zhuǎn)速200rmp，靜置分 層。萃取達(dá)到平衡后，用移液管取上層有機(jī)相l(xiāng)ml于分析瓶中，經(jīng)氣相色譜分析，上層有機(jī) 相中苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 52%。 改變1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽的加入量為20% ，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng) 氣相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 81%。 改加10%的添加劑1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣 相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 46%。 改加20%的添加劑1- 丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣 相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 94%。 改加10%的添加劑1-辛基-3-甲基-咪唑醋酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng) 氣相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 10%。 改加20%的添加劑1-辛基-3-甲基-咪唑醋酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng) 氣相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 70%。 改加10%的添加劑1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5. 47%。 改加20%的添加劑1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，其他條件不變，上層有機(jī)相 經(jīng)氣相色譜分析，苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4. 69%。
權(quán)利要求
一種從水溶液中濃縮苯胺的方法，其特征在于常溫常壓下，苯胺水溶液濃度為1.03％，首先往苯胺水溶液中加入添加劑，然后再加入萃取劑，其中添加劑為固體無(wú)機(jī)鹽或離子液體，萃取劑為甲基叔丁基醚，固體無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉、溴化鈉、碳酸鉀或醋酸鉀，離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸鹽，固體無(wú)機(jī)鹽的添加量為苯胺水溶液的5％-30％(質(zhì)量百分比)，離子液體添加量為苯胺水溶液的5％-20％(質(zhì)量百分比)，萃取劑的添加量為相比6∶1。
全文摘要
一種從水溶液中濃縮苯胺的方法，該方法屬于化學(xué)濃縮領(lǐng)域，該方法步驟如下常溫常壓下，1.03％的苯胺水溶液，添加劑為固體無(wú)機(jī)鹽或離子液體，固體無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉、溴化鈉、碳酸鉀或醋酸鉀，離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽或1-辛基-3-甲基咪唑醋酸鹽，萃取劑為甲基叔丁基醚，固體無(wú)機(jī)鹽的添加量為苯胺水溶液的5％-30％(質(zhì)量百分比)，離子液體添加量為苯胺水溶液的5％-20％(質(zhì)量百分比)，萃取劑的添加量為相比6∶1，該方法能有效地富集濃縮水中低濃度苯胺，提高檢測(cè)技術(shù)。
文檔編號(hào)C07C209/86GK101709035SQ20091023764
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者吳曉華, 李群生, 雷志剛 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)