余楓林,劉冰欣,李俏然,陳亞東,王利強(qiáng),王金秀
(滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,安徽 滁州 239000)
熒光增白劑VBL,是二苯乙烯三嗪類熒光增白劑的代表,可以提高纖維織物和紙張的白度,主要應(yīng)用于造紙、紡織、洗滌劑等多個(gè)領(lǐng)域。熒光增白劑對(duì)人身體危害很大,會(huì)使免疫力和傷口愈合能力降低,增加肝臟負(fù)擔(dān),還具有一定的刺激性,致癌性等[1],因此對(duì)紙制品中熒光增白劑的檢測就十分必要。
目前,測定熒光增白劑的主要方法有高效液相色譜法[2],液-質(zhì)聯(lián)用法[3],熒光法[4],紫外分光光度法[5],紫外燈照射法[6],共振光散射法[7],毛細(xì)管電泳法[8]等。熒光增白劑在樣品中含量較低,通常萃取后進(jìn)行測定。對(duì)熒光增白劑的萃取方法有加速溶劑萃取[9],索氏提取[10],超聲提取[11]等,但以上萃取方法存在的問題主要是萃取時(shí)間較長。近年來,一些新型的萃取技術(shù)用于對(duì)熒光增白劑的測定,如微波輔助萃取[12],濁點(diǎn)萃取[13],固相萃取[14]等。離子液體作為一種綠色萃取溶劑,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但未見對(duì)熒光增白劑萃取的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。本文采用六氟磷酸1-丁基-3-甲基-咪唑[Bmim][PF6]離子液體對(duì)紙制品中的熒光增白劑VBL進(jìn)行萃取,并采用分光光度法測定。
Varycare 100紫外可見分光光度計(jì),美國瓦里安;TG18-WS離心機(jī),湖南滬康離心機(jī)有限公司;JK-300B超聲波清洗器,合肥金尼克機(jī)械制造有限公司。
N-甲基咪唑,上海晶純試劑有限公司;六氟磷酸鉀,阿拉丁試劑;溴代正丁烷,國藥試劑;以上試劑為分析純;熒光增白劑VBL(99%),深圳中發(fā)源生物科技有限公司;水為去離子水。
Clark-Lubs緩沖溶液:配制不同pH的Clark-Lubs緩沖溶液[15]。
離子液體六氟磷酸1-丁基-3-甲基-咪唑[Bmim][PF6]:按文獻(xiàn)[16]方法合成。
在15 mL離心管中加入一定體積的VBL標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.6 mL離子液體,3 mL pH 10的Clark-Lubs 緩沖溶液,稀釋至10 mL,在80 ℃超聲波清洗器中,萃取15 min,然后以3000 r/min離心3 min使兩相分離。將上層水相用注射器移去,離子液體相用乙酸乙酯定容至2 mL。以空白試劑為參比,在348 nm處測其吸光度。
按實(shí)驗(yàn)方法1.2對(duì)3 μg/mL VBL進(jìn)行萃取并進(jìn)行光譜掃描,由圖1可見,VBL在348 nm有最大吸收波長。圖中曲線1是未萃取的VBL的吸收光譜,曲線2是萃取后的VBL的吸收光譜,萃取后的VBL吸光度值明顯增大。
圖1 熒光增白劑的吸收光譜
實(shí)驗(yàn)考察了pH在5~11范圍內(nèi)酸度對(duì)萃取效率的影響,如圖2所示,結(jié)果表明:VBL在pH 為10時(shí),體系吸光度最大,所以實(shí)驗(yàn)選用pH為10的緩沖體系。當(dāng)緩沖溶液用量大于3.0 mL時(shí),可起到足夠的緩沖作用,體系的吸光度基本不變。所以,實(shí)驗(yàn)加入pH 10的Clark- Lubs緩沖溶液3.0 mL。
圖2 pH值對(duì)萃取率影響
實(shí)驗(yàn)研究了離子液體用量對(duì)VBL萃取率的影響,對(duì)3 μg·mL-1的VBL進(jìn)行萃取,加入離子液體體積分別為0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mL,萃取后的吸光度值見圖3所示。由圖3可見,當(dāng)離子液體用量為0.6 mL時(shí),吸光度達(dá)到最大,因此選取離子液體用量為0.6 mL。隨著離子液體用量的增大,粘度增大,增加了分離難度。
圖3 離子液體體積對(duì)萃取率的影響
實(shí)驗(yàn)研究了萃取溫度和萃取時(shí)間對(duì)萃取率的影響,結(jié)果表明:當(dāng)溫度為70~90 ℃,萃取時(shí)間達(dá)到15 min時(shí),溶液的吸光度達(dá)到最大。因此,實(shí)驗(yàn)選擇萃取溫度為80 ℃萃取15 min。
圖4 溫度對(duì)萃取率的影響
圖5 時(shí)間對(duì)萃取率的影響
配制一系列不同濃度的VBL標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.2方法進(jìn)行萃取,測定其吸光度。結(jié)果表明:VBL在0~25 μg·mL-1范圍內(nèi),吸光度與濃度呈良好的線性關(guān)系,線性方程為A=0.0343C+0.0065 (μg·mL-1),相關(guān)系數(shù)為0.9985。此方法檢出限為0.048 μg·mL-1。對(duì)濃度為4 μg·mL-1VBL標(biāo)準(zhǔn)溶液測定10次,結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18%。
準(zhǔn)確稱取不同品牌的面巾紙及A4打印紙各1 g, 裁剪成1 cm2大小,放入錐形瓶中,加入50 mL去離子水,80 ℃超聲提取1 h。冷卻后分別轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶定容。分別移取上述樣品溶液5 mL于15 mL離心管,按實(shí)驗(yàn)方法萃取后,測定其吸光度值,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線測定VBL的含量。并做樣品加標(biāo)回收試驗(yàn),結(jié)果見表1所示。
表1 紙中VBL含量的測定
通過測定發(fā)現(xiàn),兩種品牌的面巾紙中都未檢出熒光增白劑,A4打印紙中熒光增白劑的含量為609 μg·g-1。
以離子液體六氟磷酸1-丁基-3-甲基-咪唑[Bmim][PF6]為萃取劑,對(duì)紙張中的熒光增白劑VBL進(jìn)行萃取并用分光光度法測定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該方法可以有效提高其測定靈敏度。該萃取方法操作簡單,使用綠色的萃取溶劑,環(huán)境友好。