光度法測定釩的進(jìn)展

常世科 陳建祥

（巢湖學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系，安徽 巢湖 23800）

光度法測定釩的進(jìn)展

常世科 陳建祥

（巢湖學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系，安徽 巢湖 23800）

對(duì)近年來光度法測定銅的某些進(jìn)展進(jìn)行了綜述,介紹了國內(nèi)經(jīng)典分光光度法、催化動(dòng)力學(xué)光度法、流動(dòng)注射光度法及計(jì)算光度法在各種樣品中微量釩測定中的應(yīng)用。

釩；光度法；綜述

釩是人體內(nèi)必需的微量元素之一,具有類胰島素作用,適量的釩有利于身體健康,但含量過多或過低都會(huì)引起某些器官的病變而出現(xiàn)不適癥狀，而它的營養(yǎng)價(jià)值和毒性僅相差一個(gè)很小的濃度范圍。釩在醫(yī)學(xué)、冶金、機(jī)械等領(lǐng)域具有重要的使用價(jià)值，因此，準(zhǔn)確測定水、食品、藥品，合金鋼等樣品中微量、痕量釩具有重要意義。近年來,隨著新分析試劑合成，新分析體系建立和新分析測試技術(shù)的發(fā)展而使釩測定方法各具特色。文章側(cè)重介紹近年來釩光度分析在國內(nèi)的某些進(jìn)展，從經(jīng)典分光光度法、催化動(dòng)力學(xué)分光光度法、流動(dòng)注射分光光度法及計(jì)算分光光度法進(jìn)行綜述。

1 經(jīng)典分光光度法

經(jīng)典光度法測釩報(bào)道較多。隨著新顯色劑的不斷問世，以及表面活性劑的使用，使得測定方法的選擇性、靈敏度和試劑的水溶性都有所提高。經(jīng)典分光光度法測定釩的研究見表1。[1-18]

對(duì)于釩含量低的樣品，經(jīng)常采用分離富集，然后進(jìn)行測定。楊曉東等[19]采用2-（5-溴-2-吡啶偶氮）-5-二乙基氨基苯酚（5-Br-PADAP）為螯合劑，Triton X-114為非離子表面活性劑，建立了濁點(diǎn)萃取分離富集分光光度法測定微量釩的新方法。探討了溶液pH值，試劑濃度和平衡溫度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)濁點(diǎn)萃取及測定靈敏度的影響，在優(yōu)化的條件下，富集50 mL樣品溶液得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；檢出限為0.099 μg·mL-1，富集倍率為45.6，方法用于水樣中測定微量釩的測定，結(jié)果滿意。李全民等[20]建立了以微晶酚酞作為吸附劑分離富集環(huán)境水樣中痕量釩的新方法。研究表明，當(dāng)pH值在3.7～7.0時(shí)，溶液中以V3O93-存在形式為主的釩與乙基紫陽離子（EV+）形成的離子締合物（V3O93-）·（EV+）3能被微晶酚酞定量吸附，在釩被富集的同時(shí)并能使其與常見陽離子 Co （Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Al（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）等完全分離，在 1.0 L 不同環(huán)境水樣中加入 5.0 mL 1.0×10-3 mol?L-1 EV+及1.0 mL 0.10 mol·L-1HCl（調(diào)溶液pH值約為4.0）和5.0 mL 15.8%的酚酞乙醇溶液，攪拌約50 min，能夠使水樣中的痕量釩得到很好的富集。富集因數(shù)達(dá)100～200倍，回收率在98.0%以上，RSD為1.1%～2.3%。李慧芝等[21]研究了1,2-二羥基蒽醌-3-磺酸鈉與釩（Ⅴ）的顯色反應(yīng)，建立了測定釩的光度分析方法，在pH 4.0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中，在溴化十六烷基三甲基銨（CTMAB）存在下，1,2-二羥基蒽醌-3-磺酸鈉與釩（Ⅴ）反應(yīng)生成摩爾比為2:1穩(wěn)定絡(luò)合物，該絡(luò)合物可用陽離子交換樹脂固相萃取柱富集，吸附柱上富集的絡(luò)合物用乙醇洗脫后用分光光度法測定，方法用于合金、礦石、粉煤灰中釩的分析，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3%，加標(biāo)回收率為96%～105%。崔永春等[22]用新試劑2-（2-喹啉偶氮）-1，3-二羥基苯（QADHB）與釩的顯色反應(yīng)及C18固相萃取小柱對(duì)顯色絡(luò)合物的固相萃取，建立了一種測定環(huán)境樣品中痕量釩的新方法：在pH 3.5的檸檬酸-氫氧化鈉緩沖介質(zhì)中，溴化十六烷基三甲基銨(CTMAB)存在下，QADHB與釩反應(yīng)生成2:1穩(wěn)定絡(luò)合物，該絡(luò)合物可用C18固相萃取小柱富集，小柱上富集的絡(luò)合物用乙醇內(nèi)含乙酸洗脫后用分光光度法測定。在富集后的測定液中，絡(luò)合物最大吸收波長 552 nm，摩爾吸光系數(shù) ε=8.9×104L·mol-1·cm-1，釩含量在 0～10 μg/mL內(nèi)符合比爾定律。 方法用于幾種環(huán)境樣品中釩的分析，結(jié)果令人滿意。

表1 分光光度法測定釩(Ⅴ)的應(yīng)用

2 催化動(dòng)力學(xué)光度法

催化動(dòng)力學(xué)光度法是測定釩最常用的方法之一。催化動(dòng)力學(xué)光度法具有較高的靈敏度，并且檢測儀器操作簡單、價(jià)格低廉，檢出限低等特點(diǎn)而倍受人們的關(guān)注，在釩的光度分析中已被廣泛應(yīng)用。有關(guān)催化動(dòng)力學(xué)光度法測定釩的應(yīng)用見表2。[23-34]

表2 催化動(dòng)力學(xué)光度法測定釩

3 流動(dòng)注射光度法

流動(dòng)注射光度法是一種以非平衡態(tài)為特征的新型分析方法，流動(dòng)注射分析(FIA)擺脫了平衡理論的束縛，具有分析速度快、精密度高、節(jié)省試劑的特點(diǎn)，在光度分析中得到泛應(yīng)用。[35]趙珍義等[36]在自行研制的一套流動(dòng)注射分析裝置上，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)數(shù)光度法測定金屬礦樣中釩含量。利用二安替比林基-(對(duì)二甲氨基)苯基甲烷與釩顯色的適宜條件（λmax=552 nm），一次注樣產(chǎn)生兩個(gè)拐點(diǎn)導(dǎo)數(shù)光度值（△A），進(jìn)樣頻率為110次/h，釩含量在0～0.18 μg/mL符合比爾定律。柴紅梅等[37]采用流動(dòng)注射與催化動(dòng)力學(xué)光度法相結(jié)合，研究了在H3PO4介質(zhì)中微量釩（Ⅴ）催化溴酸鉀氧化吡啶偶氮變色酸試劑-2-（5-硝基-2-吡啶偶氮）-1，8-二羥基萘-3，6二磺酸（簡稱5-NO2-PACA）褪色反應(yīng)，建立了測定微量釩的新方法。該方法線性范圍為0.02～0.20 μg/mL，檢出限為4.1×10-6 g/L，方法已用于水中微量釩的測定。

4 計(jì)量光度法

計(jì)算光度法同時(shí)測定多組分研究很活躍，但有關(guān)釩與其它多組分同時(shí)測定研究報(bào)道則較少。申明金[38]對(duì)鐵（Ⅲ）、鎳（Ⅱ）、釩（Ⅴ）、銅（Ⅱ）及鈷（Ⅱ）五種金屬離子分別與 2-（5-溴吡啶偶氮）-5-二乙氨基苯酚（5-Br-PADAP）在OP存在下且在pH3.5的乙酸鹽緩沖溶液中的的顯色反應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，每一離子與5-Br-PADAP螯合物的吸收光譜嚴(yán)重重疊，使各元素的光度測定受到相互嚴(yán)重干擾。將模糊聚類-偏最小二乘算法應(yīng)用于此反應(yīng)體系的計(jì)算，使光譜重疊及光度分析計(jì)算中的校正模型的優(yōu)化問題得到有效的解決。在最佳反應(yīng)條件下并應(yīng)用模糊聚類-PLS算法，可實(shí)現(xiàn)上述5種元素的同時(shí)光度測定。用5個(gè)模擬樣進(jìn)行回收率試驗(yàn)，5個(gè)元素的回收率結(jié)果在93.3%～105.5%之間。將此方法應(yīng)用于原油樣品中5種元素的測定，所得結(jié)果與AAS法所測得結(jié)果相符。王莉蓉等[39]在pH為3.0的氯乙酸-氯乙酸鈉的緩沖溶液中，Cu（Ⅱ）、V（Ⅴ）、Ti（Ⅳ）均與氯磺酚S發(fā)生高靈敏度的顯色反應(yīng)，生成穩(wěn)定的藍(lán)色絡(luò)合物，其最大吸收波長λmax分別為銅644 nm、釩644 nm和鈦654 nm，吸收光譜嚴(yán)重重疊，僅用常規(guī)的分光光度法很難分別對(duì)其進(jìn)行測定。申明金[40]應(yīng)用主成分分析法（PCA）和偏最小二乘法（PLS）結(jié)合分光光度法計(jì)算，對(duì)鋼鐵中微量釩、銅、鈦進(jìn)行了同時(shí)測定，取得了滿意的結(jié)果。石油產(chǎn)品樣品經(jīng)燃燒和灼燒除去碳?xì)浠衔锖?，用稀鹽酸溶解殘?jiān)?，分取部分樣品溶液?-Br-PADAP作顯色劑，對(duì)其中鐵、鎳、釩、鈷的含量進(jìn)行分光光度法同時(shí)測定。用試劑空白作參比溶液，在540～620 nm波長范圍內(nèi)每隔2 nm測定一次吸光度。所得數(shù)據(jù)用小波變換法處理以濾去分析信號(hào)中的噪聲，然后用最小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）算法解析所得分析數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：LSSVM算法具有計(jì)算速度快，結(jié)果準(zhǔn)確及泛化性能好等特點(diǎn)。用模擬樣品對(duì)LSSVM算法進(jìn)行預(yù)測，測得上述4元素的回收率在96.0%～103.5%之間。應(yīng)用于分析實(shí)樣時(shí)，所測得4元素結(jié)果與原子吸收光譜法的測得結(jié)果一致，所得結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=8）均小于4%。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新顯色體系的建立以及新分析測試技術(shù)的應(yīng)用，更多靈敏度高、選擇性好以及自動(dòng)化程度高的分析新方法必將問世，釩的光度分析必將達(dá)到更高的新水平。

[1]饒敏，董學(xué)暢，楊春梅等.2-（2-喹啉偶氮）-1，3-二羥基苯分光光度法測定釩的研究[J].化學(xué)試劑，2006，27（1）:35-36；48.

[2]李明，艾華林，李海濤等.2-（2-喹啉偶氮）-4-甲基-1，3-二羥基苯分光光度法測定釩[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2005，22（1）:145-147.

[3]楊亞玲，趙榆林，楊國榮等.2-（2-喹啉偶氮）-5-二甲氨基酚分光光度法測定釩[J].分析試驗(yàn)室，2004,23（10）:40-41.

[4]鐘志梅，姚俊學(xué)，張濤.2，4-二氯苯基熒光酮—溴化十六烷基三甲銨體系分光光度法測定微量釩[J].巖礦測試，2004，30（2）:37-39.

[5]呂艷陽，張玉霞.5-二（鄰羥苯基）-1，3，4-噻二唑分光光度法測定釩[J].信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，19（1）:66-67.

[6]高華，賀曉東，王毓鑫.4-（2-吡啶偶氮）-間苯二酚光度法測定鐵礦石中的釩[J].化學(xué)分析計(jì)量，2004，13（2）:45-46.

[7]梁華定，葛昌華，潘富友.2-（四氮唑偶氮）-5-二乙氨基苯甲酸的合成及光度法測定釩[J].巖礦測試，2003，22（1）:40-43.

[8]張起凱，韓永青，趙杉林.V（Ⅴ）-DPCO-CPB分光光度法測定油品中微量釩[J].現(xiàn)代儀器，2007，（5）:24-26.

[9]郭光美，馬景.V-PAR-H2O2三元配合物體系吸光光度法測定茶葉中痕量釩[J].食品工業(yè)科技，2006，27（10）:184-185.

[10]張起凱，孔令照，劉丙良.二苯偶氮羰酰肼分光光度法測定油品中微量釩[J].冶金分析，2005，25（2）:17-19.

[11]李剛，徐剛，董文麗.釩-鄰苯二酚紫-OP分光光度法測定釩渣中的釩[J].分析試驗(yàn)室，2007，26（7）:95-96.

[12]陸嶸駿，徐心茹，楊敬一.分光光度法測定原油中的釩含量[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，32（2）:1396-1399.

[13]汪軍濤，姜玲.人發(fā)中微量釩的分光光度法測定[J].江蘇環(huán)境科技，2005，18（12）:104-105.

[14]陳衛(wèi)平.鞣酸—硫代乙醇酸分光光度法測定催化劑中的釩[J].河南化工，2003，（7）:38-39.

[15]柯東賢，潘瑜，潘英育等.微乳液-PAR體系分光光度法測定微量釩及應(yīng)用[J].儀器儀表與分析監(jiān)測，2005，（1）:40-42.

[16]葛昌華，潘富友，梁華定.新顯色劑2-（5-羧基-1，3，4-三氮唑偶氮）-5-二乙氨基苯甲酸光度法測定釩的研究[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，19（1）:54-56.

[17]吳麗香,吳銀清.DPCO—CTMAB分光光度法測定聚烯烴中的釩[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2008，（3）:56-57.

[18]侯明，謝長君.1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚-過氧化氫光度法測定土壤中痕量釩[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2009，45（6）:721-723.

[19]楊曉東，肖珊美，雷宇等.濁點(diǎn)萃取-分光光度法測定水樣中微量釩[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2007，24（6）:1191-1194

[20]李全民，吳宏偉，劉國光.負(fù)載乙基紫的微晶酚酞吸附富集-分光光度法測定水中痕量釩[J].應(yīng)用化學(xué)，2007，24（9）:1036-1040.

[21]李慧芝，許崇絹，解文秀.1，2-二羥基蒽醌-3-磺酸鈉固相萃取光度法測定微量釩（Ⅴ）[J].冶金分析，2008，28（1）:40-43.

[22]崔永春，張小曼，翟平等.2-（2-喹啉偶氮）-1,3-二羥基苯固相萃取分光光度法測定環(huán)境樣品中釩的研究[J].衛(wèi)生研究，2004，24（5）:625-627.

[23]魏成富，王洪福，羅婭君等.檸檬酸-孔雀石綠系統(tǒng)催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2010，22（7）:889-892.

[24]王洪福，蘇智先，張素蘭等.亞甲基藍(lán)-高碘酸鉀系統(tǒng)催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩（Ⅴ）[J].冶金分析，2010，30（4）:54-57.

[25]王洪福，蘇智先，陳德等.釩-結(jié)晶紫體系催化動(dòng)力學(xué)光度法測定燒結(jié)礦中痕量釩（Ⅴ）[J].冶金分析，2010，30（3）:72-75.

[26]陳宗保，謝建鷹.亮綠SF-過氧化氫體系催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩[J].巖礦測試，2009，28（4）:397-398.

[27]莎仁，莊曉娟.催化光度法測定痕量釩-釩（Ⅴ）-溴甲酚紫-過氧化氫體系[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2006，42（8）:658-659.

[28]王晨璐，孫登明，高翔.KBrO3-耐爾藍(lán)A體系催化光度法測定痕量釩[J].分析試驗(yàn)室，2008，27（10）:28-30.

[29]劉長增，解偉欣，徐文軍.催化動(dòng)力學(xué)光度法測定水中痕量釩[J].分析試驗(yàn)室，2007，26（8）:61-63.

[30]孫登明，平王晨，馬偉.雙指示劑催化光度法測定大米及面粉中痕量釩[J].分析化學(xué)，2007，35（4）:622.

[31]阿拉坦其其格.KBrO3氧化間乙?；嫉褥?dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩[J].內(nèi)蒙古石油化工，2005，（12）:6-7.

[32]郭潔，楊志毅，李祖碧.麗春紅2R-溴酸鉀催化光度法測定痕量釩[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2005，41（8）:566-568.

[33]楊志毅，李祖碧，郭潔.核固紅-溴酸鉀催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2005，41（5）:324-326.

[34]周之榮，許文苑，彭道鋒.釩Ⅴ-次磷酸鈉-偶氮胂Ⅲ體系催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩[J].冶金分析，2004，24（6）:22-24.

[35]徐銳，趙珍義，李鐵福.FIA雙光束光度法測定生活水中釩含量[J].工業(yè)水處理，2009，29（5）:73-74.

[36]趙珍義,宋金和,于吉等.應(yīng)用流動(dòng)注射導(dǎo)數(shù)光度法測定礦石中釩[J].巖礦測試，2008，27（5）:386-388.

[37]柴紅梅,高樓軍,劉艷等.流動(dòng)注射催化光度法測定微量釩[J].分析試驗(yàn)室，2008，27（1）:50-52.

[38]申明金.模糊聚類-偏最小二乘算法應(yīng)用于分光光度法同時(shí)測定鐵、鎳、釩、銅、鈷[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2007，73（1）:37-42.

[39]王莉，朱建芳.分光光度化學(xué)計(jì)量學(xué)法同時(shí)測定鋼鐵中銅釩鈦[J].四川化工，2006，（3）:33-36.

[40]申明金.分光光度法同時(shí)測定石油制品中鐵鎳釩及鈷的含量-小波變換-LSSVM算法的應(yīng)用[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2009，45（2）:210-212.

SOME PROGRESS OF THE PHOTOMETRIC DETERMINATION OF VANADIUM

CHANG Shi-ke CHEN Jian-xiang
（Chaohu college， Anhui Chaohu 238000）

Some progress of the photometric determination of vanadium in China during recent years was reviewed，introducing the application of classical spectrophotometry，catalytic kinetic spectrophotometiy，flow injection spectrophotometiy，chemometric spectrophotometiy to the determination of trace vanadium in some samples in China.

vanadium； spectrophotometiy； review

O657.3

A

1672-2868（2010）06-0089-05

2010-09-25

常世科（1966-），男，安徽巢湖人。研究方向：分析化學(xué)。

責(zé)任編輯：宏 彬