Page 58 - 《精细化工》2023年第11期

·2370· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

材料具有良好的化学稳定性和热稳定性，能够满足 胺的静电相互作用增强，使得萃取效果得到提升 [30] ；
实验过程中温度与试剂的要求。 而当 pH>8 后，苯丙胺在水中的形态逐渐转变为分
子态，在水中的溶解度也随之降低，不利于萃取的
进行 [31] 。因此，最佳溶液 pH 为 8。
萃取剂用量是影响萃取效果的重要参数，理论
上萃取剂用量越多，能提供的作用位点也越多，萃
取效果也能得到提高，然而，过量的萃取剂会造成
使用成本提高。为了探讨最合适的萃取材料用量，
在 pH 为 8、萃取时间为 60 min、洗脱剂为体积分数
0.8%的 HCl 水溶液、洗脱剂用量为 0.1 L/g、洗脱时
间为 30 min 的条件下，考察 Cell-COOH 用量（控制
在 0.05~2.00 g/L）对苯丙胺萃取回收率的影响，结
果如图 5b 所示。可以看出，苯丙胺的萃取回收率随
着 Cell-COOH 用量的增加而增加，而当吸附剂用量
>0.5 g/L 后，萃取效果趋于平缓。因此，萃取材料
最佳用量为 0.5 g/L。
在 pH 为 8、萃取剂用量为 0.5 g/L、洗脱剂为体
积分数 0.8%的 HCl 水溶液、洗脱剂用量为 0.1 L/g、
洗脱时间为 30 min 的条件下，考察了萃取时间对萃
取效果的影响，结果见图 5c。可以看出，当萃取时
间为 10 min 时，萃取材料对苯丙胺的萃取回收率可

达 84.4%，萃取时间为 30 min 时对苯丙胺的萃取回
图 4 Cell-COOH 的化学稳定性（a）和热稳定性（b） 收率达到最高值 97.8%。
Fig. 4 Chemical stability (a) and thermal stability (b) of 萃取材料的洗脱过程对目标物的分离富集具有
Cell-COOH
重要影响，洗脱剂种类、洗脱剂用量以及洗脱时间
2.2 固相萃取条件的优化 是保证目标物从萃取材料上充分洗脱的关键参数。
为了研究纤维素萃取材料对苯丙胺的最佳萃取 在洗脱剂用量为 0.1 L/g、洗脱时间为 30 min 的条件
效果，对萃取条件（溶液 pH、萃取剂用量、萃取时 下，考察了甲醇、甲酸（FA）-甲醇（FA 体积分数
间）和洗脱条件（洗脱剂种类、洗脱剂用量、洗脱 5%）、体积分数为 0.8%的 HCl 水溶液、体积分数为
时间）等参数进行优化。 0.8%的 HCl-甲醇溶液 4 种溶液对苯丙胺洗脱效果的
苯丙胺属于弱的有机碱，羧酸基团属于弱酸， 影响，结果见图 5d。可以看出，与其他溶液相比，
因此，溶液 pH 不仅能影响苯丙胺在水溶液中的解 以体积分数为 0.8%的 HCl 水溶液为洗脱剂时，萃取
离，还能影响纤维素萃取材料羧酸基团的游离，从 回收率可达 97.8%，远高于其他溶剂。
而影响萃取效果。将质量浓度为 0.1 mg/L 的苯丙 洗脱剂用量越大，洗脱效果越好，但用量越大
胺加标水样体积固定为 20 mL，在萃取材料用量为 会导致洗脱下来的苯丙胺浓度越低，因此，选择合
适的洗脱剂用量，既能保证洗脱效果又能减少洗脱
0.5 g/L、萃取时间为 60 min、洗脱剂为体积分数为
剂用量，提高萃取回收率。图 5e 为 pH 为 8、萃取
0.8%的 HCl 水溶液、洗脱剂用量为 0.1 L/g（萃取剂，
剂用量为 0.5 g/L、萃取时间为 30 min、洗脱剂为体
下同）、洗脱时间为 30 min 的条件下，研究不同 pH
积分数 0.8%的 HCl 水溶液、洗脱时间为 30 min 的
对萃取材料萃取苯丙胺效果的影响，结果见图 5a。
条件下，洗脱剂用量对苯丙胺萃取效果的影响，可
可以看出，当溶液 pH＜6 或＞8 时，纤维素对苯丙
以看出，随着洗脱剂用量的增加，萃取回收率也随
胺的萃取回收率明显较低，均＜50%；而当 pH 为 8
之增加，当用量＞0.08 L/g 时回收率趋于平缓。因
时，萃取效果最佳。这主要是因为在 pH 较低时， 此，最适洗脱剂用量为 0.08 L/g。
+
苯丙胺在水中主要以 C 9 H 14 N 阳离子形式存在，另 最后，在 pH 为 8、萃取剂用量为 0.5 g/L、萃取
+
一方面 Cell-COOH 因表面羧基电离受溶液中 H 浓 时间为 30 min、洗脱剂为体积分数 0.8%的 HCl 水溶
度的影响，使得苯丙胺与 Cell-COOH 之间不能依靠 液、洗脱剂用量为 0.08 L/g 的条件下，考察了洗脱
静电引力相互作用，导致萃取效果较差；随着溶液 时间对苯丙胺萃取效果的影响，结果如图 5f 所示。
pH 的增大，Cell-COOH 表面的羧基逐步解离为— 可以看出，随着洗脱时间的延长，萃取回收率不断
–
COO ，材料表面负电荷增多，与水中阳离子态苯丙 升高，并在 20 min 后趋于平衡。