流动注射氢化物发生—气相化学发光分析及其在环境分析中的应用研究

【摘要】：环境分析是对基体较为复杂的环境样品中污染物的分析,要求准确、快速、灵敏、选择性好等。化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下,由化学反应产生的一种光辐射,以此为基础的化学发光分析,由于可以进行发射光子计量,又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰,因而具有很高的灵敏度,很宽的线性范围,仪器设备简单、易微型化和自动化等优点,在环境分析监测等领域具有显著的优越性。 流动注射分析(FIA)是一种在热力学非平衡状态下重现地处理试样或试剂区带的定量流动分析技术,具有分析速度快、操作自动化、仪器简单、重现性好、消耗试样和试剂少等特点。流动注射分析与化学发光分析结合,可使检测方法的分析性能得以较大提高,从而满足环境分析的要求。 本论文采用流动注射分析和化学发光分析联用技术,利用氢化物发生效率高、易实现和基体分离等特点,建立了基于臭氧氧化气态氢化物过程中产生化学发光的分析新方法,并成功应用于环境样品中痕量锑、锡等元素的分析。 本论文包括以下内容: 第一章:综述了化学发光分析技术的基本原理、典型体系及应用,FIA的基本原理、特点及应用,以及两者在环境分析的应用和发展趋势,并提出了本论文研究方向。 第二章:通过优化实验条件,较为系统地研究了氢化物生成元素的气相化学发光性能,为气态化学发光(GPCL)在环境样品分析中的应用提供了实验基础。结果表明,As、Sb、Sn、Se等元素的GPCL灵敏度较高,有望应用于实际环境样品分析。 第三章:基于臭氧氧化SnH_4产生GPCL的原理,建立了测定环境样品中痕量锡的方法。利用FIA技术控制反应条件,选择性地生成氢化物,以消除其他氢化物发生元素的干扰;采用液氮冷阱富集SnH_4,提高了系统的灵敏度。该方法的线性范围为2.0μg L~(-1) ~10.0 mg L~(-1),线性相关系数为0.998,检测限为0.32μg L~(-1)。方法成功地应用于环境样品中痕量锡的分析。 第四章:基于臭氧氧化SbH_3产生GPCL的原理,建立了测定环境样品中痕量锑的方法。利用流动注射技术和液氮冷阱富集技术来控制生成和富集氢化物,利用沸点不同,顺序气化冷阱富集的氢化物等手段,有效消除其他氢化物形成元素的干扰,成功地应用于环境样品测定,该方法对Sb检测的线性范围为1.0μg L~(-1)~10.0 mg L~(-1),线性相关系数为0.997,检测限为0.18μg L~(-1)。 第五章:利用衍生技术、UV/ S_2O_8~(2-)氧化技术、停流注射技术和液氮冷阱富集技术,将Se从复杂的基体中分离和富集,并使其高效生成SeH2,再利用GPLC检测器进行定量检测。该方法对Se检测的线性范围是0.5μg L~(-1) ~ 1.0 mg L~(-1),线性相关系数为0.993,检测限为0.12μg L~(-1)。 第六章:利用气相色谱分离技术,将氢化物发生后形成的As、Sb、Sn和Se等元素的氢化物顺序分离,采用GPLC技术进行测定,建立了同时测定上述四种元素的GPCL方法。在优化的条件下,As、Sb、Sn和Se的线性范围分别为1μg L~(-1) ~ 25 mg L~(-1)、0.4~40 mg L~(-1)、0.1~30 mg L~(-1)和0.5~50 mg L~(-1),检测限分别为0.28μg L~(-1)、0.12 mg L~(-1)、0.035 mg L~(-1)和0.16 mg L~(-1)。因氢化物在色谱分离过程中的扩散等原因,灵敏度尚不能达到环境水样痕量分析测定要求。