毕业设计（论文）-排盐水中苯酚含量的测定.doc

2015届毕业设计（论文） 编号 201201050017山东化工职业学院毕业设计（论文） 题 目：排盐水中苯酚含量的测定系 别： 化学工程系 专 业： 工业分析与检验班 级： 2012级1班 姓 名： 学 号： 201201050017 指导教师： 设计学期： 2014-2015 学年第 1 学期完成时间： 2014 年 12 月 20 日山 东 化 工 职 业 学 院毕 业 设 计（论文）评 定 表专业工业分析与检验 姓名崔洁梅周数 10班级2012级1班 学号201201050017课题名称排盐水中苯酚含量的测定指导教师或答辩小组评语签名： 年 月 日 系意见盖章 年 月 日 成绩 备注 山东化工职业学院毕 业 设 计（论文）任 务 书专业：工业分析与检验班 级： 2012级1班 设 计 者： 朱美月 合 作 者： 无 指导教师： 张春逢 课题名称： 排盐水中苯酚含量的测定 论文题目(宋体五号)一、设计目的：1.能将所学分析方法应用于实际工作中. 2. 建立排盐水中苯酚含量的测定方法。 3.锻炼分析问题,解决问题的能力。二、设计要求： 1、建立排盐水中苯酚含量的测定方法。2、考察排盐水中苯酚含量的测定方法的准确性。3、排盐水中苯酚含量的测定方法操作简单明了，易于控制，安全可靠。4、需要足够的数据论证。三、参考资料： 1陈文利，欧阳贻德，李蕾，陈中.分析科学学报J .万方数据，2003（3）. 2穆顺勇，雷建武.热力发电厂酸碱废液自动中和排放系统J.青海科技,2003.10（3）：33-34.3于世林高效液相色谱方法及应用（第二版）M.化学工业出版社，20054王建，李忠红，倪坤义，王志群分析化学M.化学工业出版社，2006，345黄一石，乔子荣定量化学分析M化学工业出版社，2008196陈立军等著高效液相色谱基础与实践科学出版社，20017朱良主编分析仪器手册北京：化学工业出版社，1997.四、发题日期： 2014 年 10 月 07 日五、完成日期： 2014 年 12月20日 系主任签字： 4高效液相色谱法测定工艺排盐水中苯酚含量高效液相色谱法测定工艺排盐水中苯酚含量摘要：本文利用高效液相色谱法测定工艺排盐水中的2-氨基酚、苯酚、苯胺和硝基苯的含量。主要研究了排盐水的浓度、PH对2-氨基酚、苯酚、苯胺和硝基苯峰面积的影响；以及利用此方法各组分的稳定性和加标回收率。经过实验测定，工艺排盐水的浓度对2-氨基酚、苯酚、苯胺和硝基苯的影响较小； PH对2-氨基酚的影响较大,而对苯酚、苯胺和硝基苯的影响较小，所以对于苯胺、苯酚和硝基苯的测定，中和终点的控制不需要非常严格，但如果样品中有氨基酚，则需要控制滴定终点为6 7。关键词：高效液相色谱 苯酚 苯胺 硝基苯。目录1前言12实验部分22.1实验原理22.2仪器与试剂22.3实验条件22.4实验步骤22.4.1磷酸缓冲溶液（pH = 7）的配制22.4.2盐水及标样储备液的配制22.4.3标准样品的配置33结果与讨论43.1各标准样品出峰时间的确定43.2关样品中盐浓度对结果影响63.3. 样品pH值对分析结果影响83.4. 标准样品线性考察93.5. 实际样品分析113.6加标回收率测定124总结与展望14参考文献15致 谢16II1前言苯酚是重要的有机化工原料，主要用于制造酚醛树脂，双酚A及己内酰胺。苯酚是一种剧毒物质，可以致癌，已经被列入有机污染物的黑名单。但是一些药品、食物添加剂、消毒液中均含有一定量的苯酚。如果含量超标，就会产生很大的毒害作用。随着石油化工、有机合成和焦化工业的发展，生产中产生了大量含苯酚及苯酚的衍生物的有害废水。苯酚具有挥发性，对眼、皮肤、呼吸道有腐蚀性，长期接触将对中枢神经系统，肝、肾产生严重的伤害，且具有致癌的潜在毒性，已经被美国等国家列为优先防治污染物。目前，苯酚、甲酚等挥发性酚类的污染，特别引起人们的重视。美国EPA 制定的关于酚的标准指出，在酚浓度为2. 56 mg /L 的条件下，会对淡水水生生物产生慢性毒性，3. 5 mg /L 是该类化合物对人体产生危害的限定浓度。0. 3 mg /L是保证河水不产生人们所不期望的味道的限定浓度。因此，苯酚一直是水质、食品、环境等检测的一个重要项目。目前国内外对苯酚测定的研究报道主要有分光光度法、荧光分析法、化学发光法、电化学分析方法、气相色谱法、高效液相色谱法等。但是由于分光光度法利用4 氨基安替比林的衍生作用，需要用三氯甲烷进行浓缩和萃取，有色溶液不够稳定，灵敏度不高；气相色谱法还需对水中苯酚浓缩和萃取，步骤繁琐；而液相色谱法（HPLC）是近年来发展起来的一项新的分离技术，采用高压泵、高效固定相、高灵敏度检测器，具有分析速度快，分离效能好，检测灵敏度高，样品用量少，操作简便，应用范围广等优点，特别适合于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离与分析。天然水中苯酚含量极微，但工业废水中及受某些工业废水污染的饮用水中可能含有苯酚，因此，国家对工厂排放的污水中和饮用水中苯酚的含量有严格的限制，工艺排盐水中有可能含有苯酚、苯胺、硝基苯、和氨基酚等有机物，这些物质的准确定量对于下一步盐水回用有重要意义。2实验部分2.1实验原理高效液相色谱法（HPLC）是20世纪60年代末70年代初发展起来的一种新型分离分析技术，随着不断改进与发展，目前已成为应用极为广泛的化学分离分析的重要手段。它是在经典液相色谱基础上，引入了气相色谱的理论，在技术上采用了高压泵、高效固定相和高灵敏度检测器，因而具备速度快、效率高、灵敏度高、操作自动化的特点；应用范围广，百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析，特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析，显示出优势；分析速度快、载液流速快，较经典液体色谱法速度快得多。 2.2仪器与试剂仪器：岛津20A高效液相色谱仪，配SIL-20A自动进样器和SPD-M20A二极管阵列检测器（PDA）试剂：液相色谱级乙腈；去离子水，2- 氨基酚、硝基苯、苯胺、苯酚，氯化钠、浓盐酸、磷酸二氢钾，磷酸氢二钾以上均为分析纯。2.3实验条件色谱柱 C18 柱。流动相的流速:1 mL/min进样量 5 uL流动相 磷酸缓冲溶液/乙腈 = 70/30流速 1 mL/min运行时间 20 min柱温箱 50 2.4实验步骤2.4.1磷酸缓冲溶液（pH = 7）的配制分别配制浓度为10 mmol/L的磷酸二氢钾和磷酸氢二钾水溶液，将两者按照体积比4:6混合，即得到pH值为7的磷酸缓冲溶液，使用前应进行真空抽滤以除去溶液中的微小颗粒。2.4.2盐水及标样储备液的配制准确称取50 g氯化钠，用去离子水溶解后转移至250 mL容量瓶中，定容至刻线，得到浓度为20 %的盐水。2.4.3标准样品的配置分别准确称取苯胺、苯酚、2-氨基酚和硝基苯0.1 g（精确至0.1 mg），均用乙腈溶解后转移至四个100 mL棕色容量瓶中，用乙腈定容至刻线，得到浓度均为1000 mg/L的标准样品储备液。标准样品依据其浓度用储备液进行稀释。3结果与讨论3.1各标准样品出峰时间的确定在10 mL容量瓶中取标准样品储备液10 L，以20%盐水定容至刻线，充分摇匀，得到浓度为1 mg/L的标样盐溶液。将样品转移至HPLC自动进样器小瓶中进行色谱分析，分别对2-氨基酚、苯胺、苯酚和硝基苯进行如上操作以确定各个样品的出峰情况。各个标准样品的液相色谱图如图1所示。(a) 2-氨基酚(b) 苯胺(c) 苯酚(d) 硝基苯图1 各标准样品液相色谱图在同一个10 mL容量瓶中移取各标准样品储备液10 L，以20%盐水定容至刻线，充分摇匀，得到浓度为1 mg/L的混合标样盐溶液。将样品转移至HPLC自动进样器小瓶中进行色谱分析，观察各样品分离情况。其色谱图如图2所示，可见在该色谱条件下2-氨基酚、苯胺、苯酚和硝基苯能够得到较好的分离，高盐背景对其色谱峰影响较小。图2 混合标样盐溶液液相色谱图3.2样品中盐浓度对结果影响工艺排盐水中盐浓度约为18% 20%，直接进样分析对色谱柱存在一定伤害，因此对于有机物含量较高的样品，可以在检测限以上稀释后进样分析。在盐浓度分别为2%、5%和10%的盐水中添加苯胺、苯酚和硝基苯各1 mg/L，进入液相色谱仪进行分析，所得色谱图如图3所示。(a) 2%盐浓度(b) 5%盐浓度(c) 10%盐浓度图3 不同盐浓度样品的液相色谱图对各个峰的保留时间和峰面积统计如表1所示，可见盐浓度的变化对分析结果影响不大，对实际样品可在满足检测限要求的前提下对样品进行稀释后进样。表1 不同盐浓度下各组分保留时间和峰面积RT/minArea (280 nm)盐浓度2%5%10%2%5%10%苯胺5.7245.7115.744218282263821623苯酚6.4126.3956.433100541000810248硝基苯18.85418.85818.8995585353033530143.3. 样品pH值对分析结果影响工艺排盐水为强碱性，在进样分析前需使用盐酸对其进行中和。由于中和时难以保证终点完全相同，故需要考察样品不同pH值下分析结果是否变化。取工艺排盐水样品，用浓盐酸将其中和至pH分别为4、6和8，在每一份盐水中均加入2-氨基酚、苯胺、苯酚和硝基苯样品1 mg/L，进入液相色谱分析，所得色谱图如图4所示。(a) pH = 4(b) pH = 6(c) pH = 8图4不同pH值加标缩合排盐水样品的液相色谱图从图中可看出样品pH变化对苯胺、苯酚和硝基苯的峰形没有影响，但对2-氨基酚影响较大，在pH = 6时2-氨基酚出峰情况较好。对各个峰的保留时间和峰面积统计如表2所示。表2 不同pH值下各组分保留时间和峰面积RT/minArea (280 nm)pH4684682-氨基酚3.5543.562-1815436858-苯胺5.6915.7025.699239362218621202苯酚6.3706.3786.373324093168931317硝基苯18.72418.74118.713567315456153465注：由于工艺排盐水中苯酚含量本身较高，故此条件下测定所得苯酚峰面积大于添加1 mg/L标准样品时所得峰面积。由表2可知，对于苯胺、苯酚和硝基苯的测定，中和终点的控制不需要非常严格，但如果样品中有氨基酚，则需要控制滴定终点为6 7。3.4. 标准样品线性考察在20%盐水中分别添加2-氨基酚、苯胺、苯酚和硝基苯0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L和5 mg/L，进入液相色谱分析。以峰面积对样品浓度作图得到各被分析物的线性工作曲线如图5所示。可见各标准样品在较高盐浓度下，在测定的浓度范围内均具有良好的线性，能够满足分析要求。(a) 2-氨基酚线性工作曲线(b) 苯胺线性工作曲线(c) 苯酚线性工作曲线(d) 硝基苯线性工作曲线图5 各标准样品线性工作曲线3.5. 实际样品分析取工艺排盐水2.5 mL于10 mL容量瓶中，用盐酸分别调节pH值至4、6和8，用去离子水定容后进入液相色谱分析，所得图谱如图6所示。(a) pH = 4(b) pH = 6(c) pH = 8图6 工艺排盐水在不同pH值下液相色谱图工艺排盐水中检测出含有苯酚，不同pH值下测得含量如表3所示。表3 不同pH值样品中苯酚含量pHRT/minAreac(苯酚)/(mg/L)46.4015207820.0266.4055162619.8586.3985231420.11可见样品测定的平行性较好，且在不同pH值下测定结果无明显偏差。3.6加标回收率测定 取工艺排盐水2.5 mL于10 mL容量瓶中，用盐酸调节pH至中性，分别加入2-氨基酚、苯胺、苯酚和硝基苯0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L和4 mg/L，进入液相色谱分析，记录峰面积并依据线性工作曲线计算各被分析物的加标回收率。表4 pH=67时各组分的加标回收率理论加标浓度（mg/L）实际加标浓度（mg/L）加标回收率（%）2-氨基酚0.9821.03395.76苯胺0.5230.57191.67苯酚0.4590.51788.98硝基苯0.4450.46695.674总结与展望通过实验对工艺排盐水中苯酚含量进行了检测。用高效液相色谱仪确定了工艺排盐水中苯酚含量的检测方法，并对样品的重复性和加标回收率等进行了分析研究，通过实验数据得到结论：该方法测定苯酚精密度好，回收率高。本论文中由于实验条件和时间的限制，很多工作和问题没有深入研究。提出以下几点建议和展望：(1)实验中采用的色谱条件，还须从苯酚、苯胺、硝基苯、2-氨基酚分离效果、检测灵敏度、分析时间等方面进行研究，使该方法得到进一步的优化。(2)其他仪器检测苯酚、苯胺、硝基苯、2-氨基酚含量的方法开发，也需要进一步研究。建议在以上几个方面做些工作。参考文献1陈文利，欧阳贻德，李蕾，陈中.分析科学学报J .万方数据，2003（3）. 2穆顺勇，雷建武.热力发电厂酸碱废液自动中和排放系统J.青海科技,2003.10（3）：33-34.3于世林高效液相色谱方法及应用（第二版）M.化学工业出版社，20054王建，李忠红，倪坤义，王志群分析化学M.化学工业出版社，2006，345黄一石，乔子荣定量化学分析M化学工业出版社，2008196陈立军等著高效液相色谱基础与实践科学出版社，20017