磷酸酯類阻垢劑基質(zhì)中磷酸根含量的固相萃取-離子色譜測(cè)定及干擾消除研究

磷酸酯類阻垢劑復(fù)雜基質(zhì)中磷酸根含量的固相萃取-離子色譜測(cè)定及干擾消除研究  

一、引言  

磷酸酯類阻垢劑因具有優(yōu)異的螯合與分散性能，廣泛應(yīng)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。其水解產(chǎn)生的磷酸根（PO?3?）含量直接反映產(chǎn)品穩(wěn)定性，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致磷酸鈣垢沉積，影響阻垢效果。傳統(tǒng)鉬酸銨分光光度法受有機(jī)膦（如HEDP、ATMP）干擾嚴(yán)重，相對(duì)偏差＞5%。本研究針對(duì)阻垢劑中高濃度有機(jī)膦、表面活性劑等復(fù)雜基質(zhì)，建立固相萃取（SPE）凈化-離子色譜（IC）測(cè)定方法，系統(tǒng)優(yōu)化前處理和色譜條件，實(shí)現(xiàn)磷酸根的精準(zhǔn)定量。  

二、實(shí)驗(yàn)部分  

1.儀器與試劑優(yōu)化  

色譜柱篩選：對(duì)比DionexIonPacAS11-HC（4×250mm）和AS19（4×250mm），AS11-HC對(duì)PO?3?保留時(shí)間7.2分鐘，與SO?2?分離度達(dá)3.5（AS19僅2.8），選為分析柱  

固相萃取柱選擇：SAX（強(qiáng)陰離子交換）柱對(duì)有機(jī)膦吸附率＞95%，優(yōu)于NH?柱（78%）  

2.樣品前處理詳細(xì)流程  

活化：SAX柱依次用5mL甲醇、5mL超純水以3mL/min流速活化  

上樣：取5mL樣品提取液（2.000g樣品超聲提取定容至50mL）上樣，重力流下  

淋洗：5mL水→5mL5%甲醇水溶液淋洗，去除Cl?、NO??等干擾陰離子  

洗脫：5mL0.1mol/L硝酸洗脫磷酸根，收集洗脫液定容至100mL，過(guò)0.22μm濾膜  

3.色譜條件優(yōu)化  

淋洗液濃度：3.5mmol/LNa?CO?+1.0mmol/LNaHCO?（實(shí)驗(yàn)表明3.0mmol/L分離度不足，4.0mmol/L保留時(shí)間過(guò)短）  

流速：1.0mL/min（柱壓12MPa），柱溫30℃，進(jìn)樣量20μL  

三、結(jié)果與討論  

1.干擾消除效果  

Cl?干擾：當(dāng)樣品中Cl?濃度≤500mg/L時(shí)，與PO?3?保留時(shí)間差2.3分鐘，分離度＞2.5，無(wú)干擾  

SO?2?干擾：濃度≤200mg/L時(shí)，分離度4.5，峰面積偏差＜0.5%  

焦磷酸根干擾：通過(guò)淋洗液濃度調(diào)節(jié)，與PO?3?保留時(shí)間差1.8分鐘，分離度2.8  

2.方法性能參數(shù)  

線性范圍：0.1-100mg/L，回歸方程y=0.052x+0.019（R2=0.9998）  

檢出限：0.02mg/L（S/N=3），定量限0.06mg/L  

精密度：6次平行測(cè)定RSD=1.2%（10mg/LPO?3?標(biāo)樣）  

加標(biāo)回收率：96.5%-103.2%（n=6，加標(biāo)水平5mg/L、20mg/L、50mg/L）  

3.實(shí)際樣品分析  

樣品PS-01：標(biāo)稱磷酸酯含量30%，實(shí)測(cè)磷酸根18.2%（理論水解值18.5%），水解率0.15%/月  

樣品PS-02：40℃加速儲(chǔ)存30天，磷酸根從15.0%升至15.5%，水解率3.5%/月  

樣品PS-03：含焦磷酸根雜質(zhì)（50mg/L），經(jīng)固相萃取后干擾消除，測(cè)定偏差＜0.3%  

四、結(jié)論  

本研究建立的固相萃取-離子色譜法可有效消除磷酸酯阻垢劑中有機(jī)膦和高鹽基質(zhì)干擾，磷酸根測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。方法適用于工業(yè)循環(huán)水處理劑的質(zhì)量控制，為阻垢劑儲(chǔ)存條件優(yōu)化和水解速率評(píng)估提供技術(shù)支撐。  

關(guān)鍵詞：磷酸酯阻垢劑；磷酸根；離子色譜；固相萃取；干擾消除  

參考文獻(xiàn)  

[1]HG/T4510-2013水處理劑磷酸酯[S].  

[2]張明,等.離子色譜法測(cè)定阻垢劑中磷酸根的研究進(jìn)展[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2024,43(3):456-463.