[發明專利]金屬陽離子改性海藻酸鈉微球的制備及其應用

有效

• 申請號: 201310719441.2
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN103755997A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 徐芳;邊靜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;B01D15/22;G01N1/34;G01N21/31
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本申請是申請號為201110020757.3，申請日為2011.1.19，發明名稱為《基于改性海藻酸鈉微球的砷分離分析填充柱制備方法》的分案申請。

技術領域

本發明涉及的是一種分析監測技術領域的方法，具體為一種基于金屬陽離子改性海藻酸鈉微球的砷分離分析填充柱制備方法。

背景技術

隨著現代工農業生產不斷發展，由于自然和人為因素導致的砷污染問題日益嚴重威脅人類健康。最近，結合美國國家環境署(EPA)有關飲用水質標準規定，我國水質標準中總砷含量已修訂為10ng·mL^-1。但由于砷屬變態元素，自然水系中砷主要以無機形態的亞砷酸鹽（As(Ⅲ)）和砷酸鹽(As(Ⅴ)存在，其中無機As(Ⅲ)的環境生態毒理效應遠大于無機As(Ⅴ)，對地方砷中毒的發病影響明顯，具有明確的致癌毒性。因此，發展成本低廉、操作簡便有效地無機砷分離分析填充柱系統，以有效分析自然水體、海水等實際樣品體系中無機As(III)含量，對于科學預警環境中砷污染狀況，提升我國環境監測水平，切實保障人民健康安全，顯然具有重要實際應用意義。最新文獻資料檢索結果表明，土耳其Mustafa?Tuzen研究組利用其實驗室內生物培養提取物修飾填充柱后，根據相應提取物中生物茄堿成分作為活性位點，在中性條件下選擇性富集分離自然水體中三價砷，后續結合原子光譜儀，有效分離分析自然水體中無機三價砷和五價砷存在，相關研究論文以題為“Selective?speciation?and?determination?of?inorganic?arsenic?in?water,food?and?biological?samples”已發表在“Food?and?Chemical?Toxicology”（食品與化學毒理學,2010,48卷,頁碼41–46）。但值得指出的是，相應生物培養提取物制備過程復雜繁瑣，同時，在富集分離操作過程中，對于待分析檢測樣品溶液的物化參數條件要求苛刻。

海藻酸鈉(C₆H₇O₈Na)n主要由海藻酸鈉鹽組成，其作為天然多糖碳水化合物，是一種具有良好增稠性、成膜性、穩定性、絮凝性、螯合性和生物安全相容性的高分子材料，利用氯化鈣作為交聯劑，可形成具有高度交聯網狀結構的海藻酸鈉微球，后續通過離子交換過程，使Fe(III)等不同金屬陽離子引入含Ca(II)海藻酸鈉微球結構中，以制備得到金屬陽離子改性海藻酸鈉微球。由于相應Fe(III)等金屬陽離子可作為活性位點，同無機As(III)、五價As(V)間具有不同的選擇性配位結合作用，因此，基于改性海藻酸鈉微球，可以進一步發展提供制備過程簡便、成本低廉、環境友好無實驗室二次污染等優點的砷分離分析填充柱，以有效滿足實際分析監測技術領域需要。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于改性海藻酸鈉微球的砷分離分析填充柱制備方法，以金屬陽離子改性海藻酸鈉微球為基質的填充柱，結合金屬陽離子同可提供孤對電子結構的砷酸根化學基團間的配位結合作用，以選擇性地吸附分離無機砷化合物，后續同相應分析檢測儀器聯用，以科學有效地分析自然水體、海水等實際復雜樣品體系中具有明確毒性作用的無機As(Ⅲ)存在。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明以CaCl₂溶液作為交聯劑，將海藻酸鈉溶液分散于CaCl₂溶液中得到海藻酸鈉微球；將海藻酸鈉微球置于FeCl₃溶液、GaCl₃溶液或ZrCl₄溶液中充分反應后轉移至醋酸鹽緩沖溶液中，得到金屬陽離子改性海藻酸鈉微球，最后經濕法裝柱得到基于改性海藻酸鈉微球的填充柱。

所述的海藻酸鈉溶液的重量百分比濃度為1.0-3.0wt%；

所述的CaCl₂溶液的摩爾濃度為0.01-1.0mol/L；

所述的分散是指：采用蠕動泵，在1.0-3.0mL/min流速下，將海藻酸鈉溶液逐滴滴入CaCl₂溶液中并在室溫下放置3天。

所述的FeCl₃溶液的摩爾濃度為0.01-0.15mol/L；

所述的醋酸鹽緩沖溶液的pH為4.0；

所述的裝柱是指：經濕法將金屬陽離子改性海藻酸鈉微球裝入石英玻璃、不銹鋼或聚四氟乙烯材質的柱子中，兩端填有無砷玻璃棉且兩端密封，得到基于改性海藻酸鈉微球的填充柱。