一種快速檢測陽離子聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺單體含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于檢測陽離子聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺單體含量的方法，具體涉及一 種用高效液相色譜法快速檢測陽離子聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺單體含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陽離子型聚丙烯酰胺（CPAM)是一種高效水溶性有機(jī)高分子絮凝劑，由于分子鏈 上帶有季胺陽離子基團(tuán)，可通過電中和、吸附架橋作用使水中帶負(fù)電荷的膠體微粒脫穩(wěn)、絮 凝而有助于沉降和過濾脫水，它對有機(jī)物和無機(jī)物都有很好的凈化作用，具有用量少、成本 低、毒性小及使用的pH范圍寬等特點(diǎn)（PolymerInt, 2001，50:875~884)，特別適用于膠體 物質(zhì)含量高的廢水、污泥脫水和有色廢水的處理等（US5985992A;US5512646A)，因此在 城市用水、工業(yè)用水、污水凈化、污泥脫水中使用陽離子聚丙烯酰胺成為一種趨勢。隨著人 們環(huán)保意識的增強(qiáng)，國家必然加強(qiáng)污水治理的力度，污水處理用和污水脫水用陽離子聚丙 烯酰胺絮凝劑必將有越來越大的市場。
[0003]目前對于非離子和陰離子型聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺含量的分析研究較多，而 對于陽離子型聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺含量的分析較少，樣品前處理相對復(fù)雜，檢測時 間長，操作步驟繁瑣。
[0004] 合成的陽離子聚丙烯酰胺中殘留的單體丙烯酰胺是一種白色無味片狀晶體， 很容易經(jīng)消化道、皮膚、肌肉或其他途徑被人體吸收，被國際癌癥研究中心將其確定為 可能致癌物質(zhì)?；诒０返纳窠?jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性及潛在的致癌性（Work EnvironHealth，2004,30:21 ~29;NeuroseiRes，1996，17(2):189 ~198;BrJ Cancer，2003, 95:889~896)，研究和開發(fā)出簡便、準(zhǔn)確和適用范圍廣的丙烯酰胺分析方法 至關(guān)重要。
[0005] 陽離子聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺單體含量的測定方法研究的較少，至今還沒有 一種測定標(biāo)準(zhǔn)，公開的專利也較少。中國專利CN102590121A中陽離子聚丙烯酰胺樣品的 前處理是浸泡在溶劑中24h獲取的，且用紫外分光光度計測定時要反復(fù)調(diào)整萃取液的體積 比，步驟較為繁瑣，這就使得樣品前處理相對復(fù)雜，檢測時間長，滿足不了企業(yè)對產(chǎn)品快速 檢測的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種快速檢測陽離子聚丙烯酰胺中殘留的丙烯酰胺單體含 量的方法，通過微波萃取法提取陽離子聚丙烯酰胺中的丙烯酰胺單體，操作簡便，將樣品前 處理所需要的時間從幾十小時縮短為幾分鐘。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0008] -種快速檢測陽離子聚丙烯酰胺中殘留丙烯酰胺單體含量的方法，包括以下步 驟：
[0009] 1)利用高效液相色譜儀測定丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積，并繪制該峰面積與丙烯 酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
[0010] 2)將陽離子聚丙烯酰胺與有機(jī)溶劑和水的混合溶劑配制成濃度為0. 01~0. 15g/ mL的混合物；
[0011] 3)將步驟2)得到的混合物用微波爐提取殘留丙烯酰胺單體；
[0012] 4)用高效液相色譜法檢測提取液中殘留丙烯酰胺單體的峰面積，根據(jù)步驟1)繪 制的標(biāo)準(zhǔn)曲線讀取提取液中殘留丙烯酰胺單體的濃度；
[0013] 5)根據(jù)式I計算陽離子聚丙烯酰胺樣品中殘留丙烯酰胺單體的含量CO;
[0015]式I中：
[0016] c為標(biāo)準(zhǔn)曲線中對應(yīng)的提取液中殘留丙烯酰胺單體的濃度，單位為mg/L;
[0017] m為陽離子聚丙烯酰胺樣品的質(zhì)量，單位為g;
[0018]V為混合溶劑的體積，單位為mL。
[0019] 進(jìn)一步，所述混合溶劑中有機(jī)溶劑與水的體積比為7:3~9:1。
[0020] 優(yōu)選的，所述用微波爐提取殘留丙烯酰胺單體時微波爐的功率為500~750W，提 取時間為5~20min。
[0021] 又進(jìn)一步，所述的用高效液相色譜法檢測提取液中殘留丙烯酰胺單體的峰面積包 括以下步驟：
[0022] a)將用微波爐提取的提取液攪拌5~lOmin，過濾，得到提取液；
[0023]b)取提取液5~20yL注入液相色譜儀，流動相流速為0. 5~2.OmL/min，檢測波 長為205~230nm，色譜柱柱溫箱溫度為25~40°C定并記錄峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線 方程計算殘留單體含量。
[0024] 進(jìn)一步，所述的高效液相色譜法中所述的色譜柱為C18柱，流動相為磷酸二氫鹽 水溶液和甲醇，二者體積比為98:2~65:35,其中，磷酸二氫鹽水溶液的濃度為10~20mM， pH= 3 ~4〇
[0025] 本發(fā)明的微波萃取法，利用不同物質(zhì)吸收微波能力的差異，使聚丙烯酰胺體系中 的丙烯酰胺被選擇性加熱，從而使丙烯酰胺從體系中分離，進(jìn)入到介電常數(shù)較小、吸收微波 能力相對較差的萃取劑（即有機(jī)溶劑與水的混合溶劑）中。在微波萃取過程中，高頻電磁 波穿透萃取劑，到達(dá)丙烯酰胺的內(nèi)部且產(chǎn)生的電磁場可加速丙烯酰胺向萃取劑界面擴(kuò)散的 速率，從而可以實現(xiàn)對丙烯酰胺的快速提取。
[0026] 本發(fā)明的微波萃取法中，提取時間小于5min時提取不徹底，測得的殘留單體含 量偏低，當(dāng)殘留單體含量趨于最大值并穩(wěn)定時，提取時間設(shè)為5~20min，當(dāng)提取時間大于 20min時，微波爐內(nèi)提取液沸騰劇烈，溶劑易揮發(fā)使得測定含量高于實際含量，時間過長還 有可能造成爆炸，安全起見，微波萃取時間不得高于20min。
[0027] 本發(fā)明利用高效液相色譜儀，采用外標(biāo)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍為0.5yg/ mL~1000yg/mL，方法檢測限為0. 05~0. 5yg/mL，線性相關(guān)系數(shù)（R2)為0. 99995~ 0. 99998,線性范圍較大且線性較好，回收率在85. 5%~110. 2%，測定結(jié)果的絕對誤差小 于10%，確保了本發(fā)明的檢測方法的準(zhǔn)確性。因此本發(fā)明提供了一種快速、準(zhǔn)確的分析殘留 丙烯酰胺單體的方法，滿足對產(chǎn)品快速檢測的要求。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0029] 本發(fā)明利用微波萃取法，對陽離子聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行提取，將其中殘留的丙烯 酰胺單體快速提取出來，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中攪拌提取或者浸泡提取法，大大縮短了提 取時間，提高了檢測效率。
[0030] 本發(fā)明利用高效液相色譜法，具有分析速度快、分離效率高、靈敏度高、易于實現(xiàn) 操作自動化的特點(diǎn)。本發(fā)明采用的外標(biāo)法，線性相關(guān)系數(shù)接近于1，回收率也較高，這就保證 了該方法可以準(zhǔn)確的測定出殘留丙烯酰胺單體的含量。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明實施例1中丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0032] 圖2為本發(fā)明實施例1中陽離子聚丙烯酰胺樣品中殘留丙烯酰胺單體的高效液相 色譜圖。
[0033] 圖3為本發(fā)明實施例3中丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0034] 圖4為本發(fā)明實施例3中陽離子聚丙烯酰胺樣品中殘留丙烯酰胺單體的高效液相 色譜圖。
【具體實施方式】
[0035] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036] 實施例1 [0037]儀器與條件
[0038] 高效液相色譜儀：島津LC-15C ;
[0039]色譜柱：WondasilC18(4. 6X250mm，0. 5ym)色譜柱；
[0040] 流動相體積比=NaH2PO4水溶液：甲醇=90:10,pH= 3,NaH孑04水溶液的濃度為 20mM；
[0041]檢測波長：220nm;
[0042]流速：I. 5mL/min;
[0043] 進(jìn)樣體積：20yL;
[0044]柱溫：40cC。
[0045] 稱取丙稀酰胺0.1 g于燒杯中，精確至0. lmg，用乙醇溶解并用乙醇定容于IOOmL容 量瓶中，該溶液為l〇〇〇mg/L的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，用此標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成100mg/L、50mg/L、 20mg/L、10mg/L、8mg/L、6mg/L、4mg/L、2mg/L8個系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，注入高效液相色譜儀 平行進(jìn)樣三次取其峰面積平均值，并繪制丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，線性方程為y= 17041x-39882,線性相關(guān)系數(shù)（R2)為 0.99995。
[0046] 稱取I. 8421g陽離子聚丙烯酰胺樣品，溶于50mL乙醇與水的混合溶劑中，乙醇與 水體積比為85:15,微波萃取5min并攪拌lOmin，取上清液并用0. 45ym或0. 22ym的水相 濾頭過濾、按上述色譜條件進(jìn)樣，將待測樣品注入液相色譜儀，其高效液相色譜圖如圖2所 示，平行進(jìn)樣三次取其峰面