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高效液相色谱测定J酸及其在废水处理过程中的中控分析

[摘要] 建立了J酸废水的萃余水相中J酸的高效液相色谱检测方法并利用所建立的方法对J 酸废水的处理工艺过程进行控制分析。采用Krornasil-C18色谱柱分离，流动相为甲醇和水（含4g/L的四丁基溴化铵）(体积比35:65) ,紫外检测波长为230nm。结果表明:J酸的浓度在1.06-17.10 mg/L时与色谱峰而积之间线性关系良好(r=0. 9996)，相对标准偏差为1.03%。该方法简便快速，结果准确，重现性好，可为J酸废水中J酸的定量分析及J酸废水的处理提供较好的中控分析方法。

[关键词] 高效液相色谱法 J酸 中控分析 萃取

Determination of 2-amino-5-naphthol-7-sulfonicJ acid With High Performance Liquid Chromatography Applied in Middle-Controlled Analysis of Wastewater Treatment

Abstract：A method for 2-amino-5-naphthol-7-sulfonicJ acid in waste water and organic phase with high performance liquid chromatography (HPLC) was established. HPLC was performed on a Krornasil-C18 column, using methanol and water（containing 4g/L tetrabutyl ammonium bromide）(35:65) as mobile phase and the detection wavelength of 230nm. The results show that the calibration curve is linear in the range of 1.06mg/L-17.10 mg/L for concentration of 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid(r=0. 9996), precision is high, and its relative standard deviation is 1.92%. The method is rapid, accurate,reproducible and can be used for quantitative analysis of 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid in wastewater and provided as a good central control analysis method of treatment conditions of wastewater.
Key words: high performance liquid chromatography, 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid, middle-controlled analysis

J酸是重要的染料中间体[1]，可用以于制造偶氮染料，并可用于制造、双J酸、猩红酸及苯基J酸等。J酸废水来自生产过程中的？？？排放废水，该废水盐份高，、有机物含量高、酸性强，属于极难治理的有机工业废水之一 [2]。目前国内外对于此类废水(水质复杂、难生物降解、有机废水)的处理方法主要有物理化学法、生物法、化学法以及一些优化组合工艺等[3]。，的关键如何快速准确地测定样品中废水中的J酸是选择经济实用的处理方法废水处理的关键。J酸废水成分复杂，运用一般的检测方式都有一定的局限性难以实施（病句，根据文献修改）。申铉金等人采用离子对色谱技术，在堆积硅珠-C16为填料的色谱柱上成功分离了J酸等物质[4]。李美菊等人采用四甲基溴化按为“反离子”试剂，在YWG-C18 H37柱上分离了J酸工业品[5]。朱乐辉等采用四甲基溴化按为“反离子”试剂，在ODS Hypersil柱上分离了J酸废母液中的主要有机成份[6]。
本实验论文基于国内某J酸废水，探索了采用Krornasil-C18色谱柱分离的J酸的HPLC高效液相色谱测定方法，对色谱条件做了分离条件进行优化，。并对J酸处理试验进行中控分析，分别利用所建立的分析方法本方法测定考察不同油水比、萃取级数和及萃取剂反复使用次数对萃取处理效果结果所产生的影响，并对J酸废水处理工艺条件进行中控分析，结果表明所建立的J酸测定方法快速、灵敏、准确可信。

1实验部分
1.1仪器与试剂
高效液相色谱仪(Agilent 1100 series)，紫外检测器，超纯水，甲醇(GR)，四丁基溴化铵（AR），J酸标样（>95%），J酸废水（国内某公司提供）
1.2色谱条件
色谱柱为Krornasil-C18柱(5μm，4.6mm x 150mm);流动相为甲醇-水（含4g/L的四丁基溴化铵）(35:65，V/V);流速为1. 00mL /min ;柱温为40℃;进样量为20μL ;紫外检测器波长为230nm。用外标法定量。
1.3标准样品
用电子天平称取0.0342 g J酸标样于100 mI.小烧杯中，加入少量超纯水，用氨水溶解，最后用超纯水稀释至100 mL容量瓶中，作为储备液。
1.4萃余水相
对萃余水相，移取1.00mL萃余水相按比例用超纯水稀释至适当浓度，作为待测水样。

2结果与讨论
2.1色谱条件选择
流动相选择甲醇与水（含4g/L的四丁基溴化铵）的体系，考察了流动相不同配比，实验结果发现35:65峰形较好，出峰时间较为合适。紫外检测器波长为230nm。本实验为此选用1. 2的分析条件。此条件下J酸标准溶液色谱图如图1所示。

图1 J酸标准样品色谱图
Fig.1 The chromatogram of 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid standard sample
2.2废水萃余水相的测定
取1.4配制的待测液，采用1. 2测试方法得到谱图，如图2所示。

图2 J酸萃余水相色谱图
Fig.2 The chromatogram of remainder 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid

2.3线性关系
量取不同体积储备液，配制成浓度分别为1.06,2.12,4.23,8.55,17.10mg/L的标准试样。配制后标样分别进样20μL，记录色谱峰面积，结果见如表1与图3，表明J酸的浓度在1.06 -17.10 mg/L时与色谱峰而积之间线性关系良好。
表1 浓度与峰面积的关系
Table 1 Concentration and peak area
浓度/（mg/L）
17.10
8,55
4.23
2.12
1.06
平均峰面积/（mAU﹒s）
2619.30
1278.76
616.31
332.95
181.54

图3 J酸的标准曲线
Fig.3 The standard curve
图3线性回归方程 y = 152.37x - 1.4154
相关系数 r = 0.9996
2.4精密度测试
取一份J酸标准样连续进样5次，记录色谱峰面积，分别测定J酸值，如表2所示.实验结果所得相对标准偏差RSD为1.92%，表明精密度良好。
表2 精密度测试
Table 2 The accuracy of high performanceliquid chromatography
编号
J酸测定值/( mg/L)
平均值/ (mg/L)
相对标准偏差/%
1
3.56
3.562
1.92
2
3.60
3
3.63
4
3.57
5
3.45

2.5萃取工艺条件对处理J酸效果的影响
2.5.1油水比对J酸萃取率的影响
在萃取过程中，萃取剂用量对萃取效果影响很大。本实验考查不同油水比对萃取率影响，运用萃取剂QHJ01，通过改变其用量调节不同的油水比，混合5min，静置120min分液后取萃余水相1. 00 mL稀释至适当浓度，用上述测试方法，测定后通过计算比较得到结果，如表3所示。
表3 油水比对萃取效率的影响
Table 3 The effect of oil-water ratio on extracting efficiency
油水比
萃余水相浓度/(g/L)
除去率萃取率/%
0.4
2.998
40.49
0.5
2.732
45.77
0.6
2.085
58.61
*原水J酸含量为5.038 g/L
由表3可以看出，随着油水比逐渐增大，J酸在水中含量逐渐减少，萃取率升高。可知油水比对萃取效率影响较大，处理过程中增大萃取剂的用量可更好地除去废水中的J酸。
2.5.2萃取级数对J酸萃取率的影响
采用高效液相色谱法测定萃取级数对J酸处理的影响，运用萃取剂QHJ01，采用二级串联萃取，油水比为0.6，混合5min，静置120min，分液后取萃余水相稀释测定，所得结果如表4所示。
表4 萃取级数对萃取率的影响
Table 4 The effect of extraction stages on extracting efficiency
萃取级数
萃余水相浓度/(g/L)
去除率萃取率/%
一
1.987
60.56
二
0.122
99.76
由表4可知，随着萃取级数增加，J酸在水相中含量逐渐减少，2次萃取后总萃取率高达到99. 76 %，废水中J酸含量从5.038 g/L下降到0.0122g/L。
2.5.3萃取剂反复使用对J酸萃取率的影响
萃取剂是否能重复利用以及反复使用后对J酸萃取率的影响采用高效液相色谱法测定研究，运用萃取剂QHJ01，油水比为0.5，混合5min，静置120min，分液后对萃余油相进行反萃处理，反萃后所得油相重新萃取J酸废水，油水比为0.5，混合5min，静置120min，分液后取萃余水相稀释测定（记萃取剂重复使用次数2），萃取剂重复使用6次，所得结果如表5所示。
表5 萃取剂反复使用对J酸萃取率的影响
Table 5 The effect of repeated use of the extracting agent on extracting efficiency
萃取剂重复使用次数
萃余水相浓度/(g/L)
萃取率/%
2
2.680
46.80
4
2.659
47.23
6
2.813
44.17

由表5可知，随着萃取剂重复 使用次数增加，J酸在水相中的含量没有固定趋势，萃取率保持在45%左右。萃取剂反复使用对J酸萃取率影响不大。

综上所述，通过高效液相色谱法对废水处理试验过程的分析，J酸的萃取率随着萃取油水比增大和萃取级数的增加而增大，萃取剂反复使用对J酸萃取率影响不大。在实际应用中有助于找到成本与萃取剂用量的平衡点，力求效益最大化。如何选择合适的处理工艺，高效低成本地处理废水中的J酸，还需要进一步优化实验。
3结论
在合适的色谱条件下，确定优化了废水中J酸的高效液相色谱检测方法，该方法简便快速，重现性好，精确度高，可满足染料废水中J酸含量的测定需求，在废水处理过程中能达到中控分析的目的，并适合其他废水中J酸的测定，适合批量快速分析。

[参考文献]( References)
[1]孙桂春？等.J酸的合成及其在直接染料活性染料中的应用[J].染整技术.2012,34:30-36
[2]李中和 祝万鹏 杨志华 蒋展鹏 王连生等.高浓度J酸废液资源化技术研究[J].环境科学.1997,18:17-19
[3] 陈蝉维 付忠田 于洪蕾 姜彬慧等. 染料废水处理技术进展[J].环境保护与循环经济.2010,4:37-40
[4]申铉金 王荣真？等. 芳磺酸的反相离子色谱[J].分析化学.1989,11:836-839
[5]李美菊等.离子对色谱法测定工业J酸中氨基J酸和γ酸[J].染料工业，1992,12:7-10
[6]朱乐辉等. J酸废母液主要有机成份的HPLC分析条件研究[J]. 南昌大学学报(工科版)，1996,18:60-64