用小型化磷测定法测定膦酸在粒状氢氧化铁上吸附的优化方法

该程序的总体目标是可靠地研究选择性含氢氧化铁的材料（例如颗粒氢氧化铁）对膦酸盐的吸收能力，与传统方法相比，工作量小，可显着节省成本。这种方法可以帮助回答有关从工业废水（如膜浓缩物）中技术上去除膦酸盐的关键问题，其中膦酸盐以阻垢剂的形式存在。这种使用 10 mL 样品瓶和恒温器进行改良磷测定的主要优点是，与传统方法相比，可以在更短的时间内产生更多结果。

演示该程序的是我们实验室的技术人员 Ellen Raith-Bausch。要开始实验，请选择一种或多种具有适合该技术特性的缓冲液，以缓冲感兴趣的 pH 范围或范围。对于要制备的每种缓冲液，称量或移液所需量的溶质，以将 0.01 摩尔/升的溶液制备到容量瓶中。

加入经反渗透处理的去离子水，直到培养瓶装满约 3/4。加入所需体积的膦酸盐储备液，浓度为每升 1 克磷，以达到缓冲溶液中的目标磷浓度。然后将烧瓶装满水至环标记处。

搅拌混合物直至溶质完全溶解，或搅拌 5 分钟以获得液体溶质。然后将缓冲溶液转移到贴有标签的玻璃瓶中。搅拌时，用盐酸或氢氧化钠将溶液的 pH 值调节至所需的 pH 值。

开始吸收测试时，将所需量的所选洗涤和干燥过滤材料称量到 50 毫升离心管中。将旋转器设置为以每分钟 20 转的速度运行，然后启动旋转器。将约 250 毫升含有 pH 值调整的膦酸盐缓冲液转移到玻璃烧杯中。

快速工作，将含膦酸盐的缓冲液填充到过滤材料的试管中至 50 毫升标记。关闭管子，并将其夹入正在运行的旋转器中。以 20 rpm 的速度旋转试管以获得所需的吸收时间。

然后，通过 0.45 微米针式过滤器将 10 至 20 毫升上清液过滤到玻璃瓶中进行分析。测量并记录滤液的 pH 值。对要测试的每种含有膦酸盐的缓冲液重复此过程。

分析前，清洁并干燥每个待测样品的 10 mL 螺口盖样品瓶和 PTFE 内衬瓶盖。如果样品的预期磷浓度在校准曲线范围内，则将 4 mL 样品移液到样品瓶中。如果预计样品浓度会超过校准曲线，请用水稀释较小体积的样品，以达到 4 mL 的总体积。

接下来，将 0.2 毫升 0.9 摩尔硫酸溶液移液到小瓶中。如果样品中的氢氧化钠浓度为 1 摩尔，则小心地向样品瓶中加入 0.2 毫升 13.5 摩尔硫酸。然后，向小瓶中加入 4.8 ml 储备液或适合缓冲液和样品浓度的过硫酸钾悬浮液。

盖紧样品瓶盖并摇晃样品瓶 1 秒钟。过硫酸钾的剂量需要与每种缓冲液和溶液单独匹配，因为每种缓冲液具有不同的 COD。在消解恒温器中将样品在 148 至 150 摄氏度下加热 1 小时。

然后从恒温器中取出小瓶，让它冷却至室温。ISO 6878 方法建议使用锥形瓶进行消化。但是，这是非常劳动密集型的。

此外，对于固定的 NaOH 剂量，不需要按照传统 ISO 方法的规定手动调节 pH 值。接下来，依次加入 0.4 毫升 1.5 摩尔氢氧化钠溶液、0.2 毫升每升 100 克抗坏血酸溶液和 0.4 毫升钼酸盐二储备溶液。盖紧并摇晃样品瓶。

等待 15 分钟到 4 小时，让溶液显色。最后，用分光光度计测量样品在 880 纳米处的吸光度。在酸性酸缓冲液中接触 1 小时后，每克 GFH 可加载高达 0.55 毫克的 NTMP 磷。

尽管负载量随着 pH 值的增加而降低，但在 pH 值为 12 的氢氧化钠系统中观察到吸收。这表明成功的解吸需要更浓的氢氧化钠溶液。NTMP 磷和 GFH 接触 1 小时后，观察到各种缓冲液浓度的 pH 值变化，浓度分别为 1 毫克/升和 2.5 克/升。

只有在缓冲液浓度为 10 毫摩尔/升时，才能实现对与 GFH 接触影响的相对可靠的 pH 调节。每升 10 毫摩尔的缓冲液也提供了最可靠的吸收结果。此外，可以表明膦酸盐吸收不受缓冲液平行吸收的显著影响，因为与缓冲液浓度无关，主要发生相似的膦酸盐吸收。

当使用 10 毫摩尔/升缓冲液时，当缓冲液中加入 0.6 毫摩尔氢氧化钠时，颜色复合物最稳定。过硫酸钾的量只需要超过基于重铬酸钾的化学需氧量，因为预计氮和一些磺基不会完全分解。当我根据博士论文的常规方法分析了 1， 000 多个样品的总磷含量时，我第一次想到了这项技术。

这非常耗时。此处介绍的程序表明，按照给定的方案，可以快速可靠地进行关于通过吸收含极性氧化铁的材料（如颗粒氢氧化铁）来消除膦酸盐的研究。通过该程序，可以研究影响含膦酸盐的颗粒氢氧化铁负载的各种影响因素，例如 pH 值、温度、动力学、初始膦酸盐和 GFH 浓度，或是否存在典型的废水成分，例如钙。

在尝试此过程时，请记住提前正确清洁每台设备以避免污染。如果执行得当，可以在短短几个小时内进行多达约 50 次的总磷污染。