[发明专利]固相萃取分离水溶液中一价铊和三价铊的方法

说明书

本发明公开了一种固相萃取分离水溶液中一价铊和三价铊的方法，属于铊的价态分离方法。其方法是向水溶液样品中加入DTPA，超纯水润洗固相萃取柱，按V≤1.2×V_SZ/（ax+by+cz+…）的用量将DTPA水溶液样品注入固相萃取柱，控制流速≤1 ml/min，收集淋洗液；超纯水清洗固相萃取柱，收集清洗液；合并淋洗液和清洗液，从而分离出Tl⁺；用0.1M HCl+5%SO₂的溶液洗脱固相萃取柱，控制流速≤1 ml/min，收集并加热洗脱液除去SO₂和HCl，定容至一定体积，从而分离出Tl³⁺。本发明方法可将水体中的Tl⁺和Tl³⁺实现100%分离，是一种基于固相萃取技术分离水溶液中一价铊和三价铊的方法。

技术领域

本发明涉及一种价态铊的分离方法，尤其涉及一种水溶液中一价铊和三价铊的分离方法。

背景技术

铊是一种剧毒微量元素，广泛分布在各种硫化物中。无论是煤矿还是有色金属矿产，都含有较多的含铊或富铊硫化物。另一方面，Tl是一种典型分散元素，在地壳中分布虽广，但含量极低，丰度值仅为0.75μg/g。近年来，随着煤矿和有色金属等含/富铊等矿产资源的开发利用等人类活动的日益加强，表生环境介质（如土壤、水体等）中的Tl含量持续增加，Tl污染问题日益凸显。铊污染防治已然成为不容忽视的严峻环境问题。因此亟需查明表生环境介质中Tl的分布特征，揭示Tl的迁移、转化和归宿的地球化学行为及过程规律。然而Tl是一种变价元素，在自然环境中通常以Tl⁺和Tl³⁺两种氧化状态存在，且不同价态之间的毒性、迁移性质和生物活性等均有较大差别。例如：对水藻的毒理实验表明三价铊（Tl³⁺）的毒性是一价铊（Tl⁺）的50000倍。一般地，环境中的Tl主要以Tl⁺存在，Tl³⁺极易被还原为Tl⁺。但已有研究证实在水和植物中仍然存在一定比例的Tl³⁺；另外，矿石以及各种固废中也广泛存在Tl³⁺。因此，如何萃取、分离和保存不同价态Tl已成为深入认识表生环境中Tl地球化学行为及其地球化学循环过程的关键。

由于Tl³⁺的还原电位很高（+1.26V），在含Tl样品的保存和价态分离过程中，Tl³⁺很容易被还原为Tl⁺；因此通常需要加入稳定剂，使Tl³⁺与稳定剂形成稳定的络合物，以抑制Tl³⁺的还原。最常用的稳定剂有氯离子、EDTA和DDTC，但它们均存在一定的局限性或劣势。如氯离子与Tl³⁺形成稳定的络合物需要很高的氯离子浓度，而且其形成的络合物稳定性较差，因此不适合作为Tl³⁺的稳定剂；EDTA与Tl³⁺的复合物没有DTPA与Tl³⁺的复合物稳定，而且EDTA是否会与Tl⁺形成络合物也缺乏相应的研究证实；DDTC与Tl³⁺的复合物有着最高的稳定常数，但由于其络合物是固体状态，较难解离，不适合铊的化学形态分析。因此，相对于上述稳定剂，DTPA是铊的价态分离中最理想的稳定剂，仅需较低浓度的DTPA即可对Tl³⁺进行有效保存，不受稀释、浓缩等步骤的影响；而且DTPA不与Tl⁺形成络合物，适用于Tl³⁺的保存。