新型螯合樹脂的制備及在食品重金屬檢測中的應(yīng)用.pdf

1、近年來隨著人類活動及工業(yè)的發(fā)展，食品受到重金屬（如汞、鎘、鉛、砷等）污染的現(xiàn)象越來越引起人們的重視，食品中的重金屬含量已作為食品安全檢測中的必檢項目，因此建立食品中痕量重金屬的分析檢測方法，對于維護(hù)人類健康及評價不同食品中的重金屬對人體的危害意義重大。近來發(fā)展的重金屬檢測方法ICP-MS、ICP-AES、HG-AFS等，靈敏度及選擇性高，但檢測成本偏高，不利于普及到中小型食品生產(chǎn)企業(yè)。相比較而言，分光光度計是一種較經(jīng)濟(jì)的分析測定儀器，紫

2、外-可見分光光度法具有操作簡單、運行成本低等優(yōu)勢，但易受儀器檢出限的限制和共存離子的干擾。食品中的重金屬的濃度可能是痕量的，甚至低于該分析方法的檢出限，且食品中的重金屬種類較多;因此需對樣品進(jìn)行預(yù)富集、分離等前處理才能進(jìn)行分析測定。
　　本文在綜述了螯合樹脂及其對重金屬吸附性能研究的基礎(chǔ)上，以氯甲基化聚苯乙烯為母體，與雜環(huán)配體反應(yīng)制備新型螯合樹脂，并探討出最佳制備工藝;通過靜態(tài)和動態(tài)吸附研究了其對重金屬的吸附性能，據(jù)此篩選出性能優(yōu)

3、良的螯合樹脂，應(yīng)用于食品中痕量汞的分離預(yù)富集，并用紫外-可見分光光度法進(jìn)行測定;建立了選擇性分離預(yù)富集-紫外-可見分光光度法測定食品中痕量汞的分析檢測方法。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.以氯甲基化聚苯乙烯珠體（俗稱氯球）為母體，與對重金屬具有優(yōu)良螯合性能的含氮、硫原子的8種雜環(huán)有機(jī)配體發(fā)生親核反應(yīng)，并篩選出5種螯合樹脂。從反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度、物料比確定了樹脂合成的最佳工藝條件。利用元素分析儀測出樹脂的含氮量，相應(yīng)得出功能基含量及功能

4、基轉(zhuǎn)化率;利用紅外光譜儀對合成的樹脂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征;采用熱重技術(shù)對制備的樹脂進(jìn)行熱分解來探究其熱穩(wěn)定性，并驗證其合成路線。AR、APR、ABTR、MTR及MBMR轉(zhuǎn)化率分別為71.4％、37.4％、48.8％、91.6％和75.4％，功能基含量分別為2.8、1.8、2.0、3.5和2.8 mmol/g。
　　2.研究了5種螯合樹脂對7種常見的重金屬離子的吸附性能，篩選出對Hg(Ⅱ)吸附量大、選擇性優(yōu)良、易洗脫的3種螯合樹脂，重點研

5、究了其對Hg(Ⅱ)的吸附行為與機(jī)理。靜態(tài)吸附性能的研究表明:3種螯合樹脂對Hg(Ⅱ)均具有較大的吸附容量，AR、APR和MTR分別為383.4mg/g(pH=4)、304.1 mg/g(pH=5)、343.6 mg/g(pH=6);對Hg(Ⅱ)與其他金屬離子組成的二元混合體系的分離系數(shù)均很高，能實現(xiàn)Hg(Ⅱ)與其他金屬離子共存時的良好分離，綜合分離選擇性是AR＞MTR＞APR。ABTR對Cd(Ⅱ)的靜態(tài)吸附量在pH=4時達(dá)201.8 m

6、g/g，對Cd(Ⅱ)與其他金屬離子組成的二元混合體系的分離系數(shù)較高，能較好地實現(xiàn)Cd(Ⅱ)與其他金屬離子共存時的良好分離。在洗脫實驗中，1.0 mol/LHCl-5％硫脲、1.5 mol/LHCl-5％硫脲、2.0 mol/LHCl-5％硫脲可分別實現(xiàn)對AR、APR及MTR的完全洗脫，將吸附飽和后的3種樹脂重復(fù)5次吸附-解吸，表明這3種樹脂均具備良好的再生及重復(fù)使用性能。在實驗條件下，未找到理想的對ABTR吸附Cd(Ⅱ)的洗脫劑，可能是

7、ABTR在吸附Cd(Ⅱ)的過程中和Cd(Ⅱ)形成結(jié)合力較強的鍵，使得洗脫困難。將3種樹脂在不同溫度下對Hg(Ⅱ)的吸附與Langmuir和Freundlich等溫吸附模型進(jìn)行線性擬合，結(jié)果更符合Langmuir等溫方程;動力學(xué)研究表明，3種樹脂對Hg(Ⅱ)的吸附符合二級動力學(xué)模型。熱力學(xué)參數(shù)顯示，3種樹脂對Hg(Ⅱ)的吸附是自發(fā)進(jìn)行、吸熱的化學(xué)反應(yīng)過程。動態(tài)實驗研究表明:AR、MTR對Hg(Ⅱ)的動態(tài)吸附容量分別為417.0和475.1