高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物

高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物的实验模拟

作者：李佛军，班级：2班，学号：211103350

摘要：苯胺类化合物作为工业原料被广泛用于多种行业，它的大量使用对环境和人类的饮用水安全造成了很大的危害。本文以高效液相色谱法(HPLC)检测水中5种苯胺类化合物的方法，该方法等5种苯胺类的检出限为0.10～0.52 μg／L，回收率为70.2％～95.6％，相对标准偏差(RSD)为3.68％～8.79％，线性范围为1.0～10.0 mg／L。

关键词：苯胺类化合物；水；环境；高效液相色谱法。

Measuring the aniline compound in water experiment simulation

with high performance liquid chromatography

Fo jun LI

Abstract：As industrial raw material，aniline compound is widely used in many industries，and it's heavy use causes great harm to environment and the safety of human's drinking water。This paper establishes the method，of measuring 5 kinds of aniline compound in water with HPLC。In this method，for the 5 kinds of aniline categories，detection limit is 0.10～0.52，recovery rate is 70.2％-95.6％，relative standard deviation (RSD) is3.68％-8.79％，linear range is 1.0 - 10.0 mg／L。

Keywords：aniline compound；water；environment；high performance liquid chromatography。

一、前言

1.1 技术发展

苯胺类化合物是致癌物质，它对环境造成的污染随着它的广泛应用而日趋严重，因此对这类化合物的监测已越来越受到重视。美国、日本等国把苯胺类化合物列入主要监测项目或优先监测的污染物黑名单[1]。在我国，苯胺类化合物也被列为环境重点污染物并制定了最高容许排放浓度。在已颁布的污水综合排放标准(GB 8978-88)中规定了苯胺类化合物的排放标准，并制订了分析苯胺类化合物的标准方法——萘乙二胺偶氮光度法[2]，但不足的是该方法只能分析总的苯胺类化合物，不能对单个的苯胺类化合物进行定性和定量分析。高效液相色谱法能弥补这个不足。目前，用高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物已有报道，但未见同时测定苯胺、对硝基苯胺、间硝基苯胺、联苯胺、邻硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、Ν，Ν-二甲基苯胺等7种物质的报道[3]。我们用更简单、快速、准确的方法来测定这7种物质。

1.2 试验设计目的

1. 了解高效液相色谱仪的结构及工作原理；

2. 了解并熟悉高效液相色谱实验流程和相关仪器操作；

3. 了解并掌握并能够通过HPLC分离测定来对目标化合物的分析鉴定。

二、试验原理

高效液相色谱（HPLC）法是以高压下的液体为流动相，并采用颗粒极细的高效固定相的柱色谱分离技术。高效液相色谱对样品的适用性广，不受分析对象挥发性和热稳定性的限制，因而弥补了气相色谱法的不足。在目前已知的有机化合物中，可用气相色谱分析的约占20%，而80%则需用高效液相色谱来分析。高效液相色谱和气相色谱在基本理论方面没有显著不同，它们之间的重大差别在于作为流动相的液体与气体之间的性质的差别。

高效液相色谱的分离过程：同其他色谱过程一样，HPLC也是溶质在固定相和流动相之间进行的一种连续多次交换过程。它借溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或分子大小不同而引起的排阻作用的差别使不同溶质得以分离。开始样品加在柱头上，假设样品中含有３个组分，Ａ、Ｂ和Ｃ，随流动相一起进入色谱柱，开始在固定相和流动相之间进行分配。分配系数小的组分Ａ不易被固定相阻留，较早地流出色谱柱。分配系数大的组分Ｃ在固定相上滞留时间长，较晚流出色谱柱。组分Ｂ的分配系数介于Ａ，Ｃ之间，第二个流出色谱柱。若一个含有多个组分的混合物进入系统，则混合物中各组分按其在两相间分配系数的不同先后流出色谱柱，达到分离之目的。

不同组分在色谱过程中的分离情况，首先取决于各组分在两相间的分配系数、吸附能力、亲和力等是否有差异，这是热力学平衡问题，也是分离的首要条件。其次，当不同组分在色谱柱中运动时，谱带随柱长展宽，分离情况与两相之间的扩散系数、固定相粒度的大小、柱的填充情况以及流动相的流速等有关。所以分离最终效果则是热力学与动力学两方面的综合效益[4]。

三、仪器与试剂

仪器：WATERS 2695型高效液相色谱仪( 杭州赛默科技有限公司)；WA—TERS 2996型二极管阵列检测器(杭州赛析科技有限公司)；Hype rsil BDS4.0mm x 200mm 不锈钢柱(北京赛谱锐思科技有限公司)；Spectra 100 UV-VIS检测器；脱气装置（ELITE-TEST公司）；GL-605进样阀；Y-100色谱工作站(上海华爱色谱分析技术有限公司)；样品过滤器。

试剂：甲醇（AR)(沈阳试剂三厂生产)；二氯甲烷（AR)(郑州市化学试剂三厂生产)；氯化钠（AR)(沈阳试剂厂生产)；苯胺、间硝基苯胺、对硝基苯胺、联苯胺标样(沈阳试剂厂生产)；邻硝基苯胺和2,4-二硝基苯胺（化学纯)(防化学院试验化工厂生产)；Ν，Ν-二

甲基苯胺（化学纯)（北京化工厂生产）。

四、试验方法

1、色谱条件

Hype rsil BDS4.0mm x 200mm不锈钢柱；流动相为甲醇-水，梯度洗脱；流速1mL/min；检测波长254nm，进样量10μL。

2、样品预处理

用稀NaOH溶液将水样的pH值调至11-12取其中的200mL放入含有6g氯化钠(破乳剂)的500mL分液漏斗中，振摇(注意振摇时不能过于激烈，以免溶液乳化，降低萃取效率)，将氯化钠完全溶解。用8mL二氯甲烷萃取2min放气，静置0.5h。将萃取后的有机相接收在浓缩瓶中。按照同样的步骤，将萃取后的水样用同体积的萃取剂连续萃取两次，将有机相接收在同一浓缩瓶中。用K-D浓缩器将萃取液浓缩至约0.8mL，然后用样品过滤器将浓缩液过滤到1mL的定量管中，用甲醇定容至1mL，用高效液相色谱法测定[5]。

3. 仪器操作

（1）过滤流动相，根据需要选择不同的滤膜。

（2）有一段时间没用，或者换了新的流动相，需要先冲洗泵和进样阀。冲洗泵，直接在泵的出水口，用针头抽取。冲洗进样阀，需要在manual菜单下，先点击purge，再点击start，冲洗时速度不要超过10ml/min。

（3）打开HPLC工作站(包括计算机软件和色谱仪)，连接好流动相管道，连接检测系统。（4）进入HPLC控制界面主菜单，点击manual，进入手动菜单。

（5）对抽滤后的流动相进行超声脱气10-20分钟。

（6）调节流量，初次使用新的流动相，可以先试一下压力，流速越大，压力越大，一般不要超过2000。点击injure，选用合适的流速，点击on，走基线，观察基线的情况。（7）设计走样方法。点击file，选取select users and methods，可以选取现有的各种走样方法。若需建立一个新的方法，点击new method。选取需要的配件，包括进样阀，泵，检测器等，根据需要而不同。选完后，点击protocol。一个完整的走样方法需要包括：a.进样前的稳流，一般2-5分钟；b.基线归零；c.进样阀的loading-inject转换；d.走样时间，随不同的样品而不同。

（8）进样和进样后操作。选定走样方法，点击start。进样，所有的样品均需过滤。方法走完后，点击postrun，可记录数据和做标记等。全部样品走完后，再用上面的方法走一段基线，洗掉剩余物。

（9）关机时，先关计算机，再关液相色谱[6]。