新型螯合樹脂的制備及在食品重金屬檢測中的應用.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;因此需對樣品進行預富集、分離等前處理才能進行分析測定。
　　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上，以氯甲基化聚苯乙烯為母體，與雜環(huán)配體反應制備新型螯合樹脂，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，應用于食品中痕量汞的分離預富集，并用紫外-可見分光光度法進行測定;建立了選擇性分離預富集-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)有機配體發(fā)生親核反應，并篩選出5種螯合樹脂。從反應溶劑、反應溫度、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，相應得出功能基含量及功能

4、基轉化率;利用紅外光譜儀對合成的樹脂進行了結構表征;采用熱重技術對制備的樹脂進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5次吸附-解吸，表明這3種樹脂均具備良好的再生及重復使用性能。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等溫吸附模型進行線性擬合，結果更符合Langmuir等溫方程;動力學研究表明，3種樹脂對Hg(Ⅱ)的吸附符合二級動力學模型。熱力學參數(shù)顯示，3種樹脂對Hg(Ⅱ)的吸附是自發(fā)進行、吸熱的化學反應過程。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