Point de Nuage
Extraction de Point de nuage
L’extraction de point de nuage (CPE) a été développée pour la première fois par Watanabe et al. à la fin des années 1970. Cette technique repose principalement sur l’utilisation de tensioactifs comme extractants, impliquant le transfert d’un tensioactif d’un liquide à un autre après chauffage. Au-dessus de la température du point de nuage, les molécules de tensioactif ont formé des micelles et des agrégats. Ces micelles peuvent lier des complexes et préconcentrer des analytes métalliques cibles. Les étapes courantes d’une procédure CPE standard peuvent être résumées comme suit: ajout de quelques mL de tensioactif à une solution aqueuse, ajout facultatif d’agent complexant, chauffage au-dessus de la température du point de nuage et centrifugation pour la séparation de phases. De manière générale, le CPE offre plusieurs avantages pour l’extraction et la préconcentration des ions métalliques, une efficacité d’extraction et un facteur de préconcentration élevés, un faible coût, une manipulation facile et une toxicité réduite.
Bien que les CPE puissent être appliqués de manière satisfaisante sans utiliser de NMs, l’application de NMs a démontré qu’ils peuvent agir comme des porteurs qui aident au transfert des ions métalliques. Plusieurs applications ont été appliquées en utilisant des NPs Ag, des NPS TiO2, des NPs Au, ainsi que des NPs Fe magnétiques.
Lopez-García et al. développement de plusieurs applications utilisant les NPS Ag comme supports efficaces pour transférer et préconcentrer le Cd, le Cu, le Ni et le Cr d’un échantillon aqueux vers une phase riche en tensioactifs du Triton X-114. Ces publications avaient en commun la stratégie CPE et l’analyse ETAAS. Un facteur d’enrichissement de 1050 a été trouvé pour le Cd, de 510 pour le Cu et le Ni et de 1150 pour le Cr. Des limites de détection comprises entre 1 et 2,4 ng L−1 ont été atteintes. La procédure a été appliquée à des échantillons d’eau, de bière et de vin. Pour le Cr, des difficultés ont été trouvées pour des échantillons contenant de l’éthanol à une concentration supérieure à 6% v / v, car la concentration d’éthanol affectait le processus CPE. Dans le cas du Cd, de l’APDC a été ajouté au milieu et la présence de NPS Ag a augmenté l’efficacité d’extraction du complexe Cd-APDC de la phase aqueuse à la phase riche en tensioactifs. L’acidité du milieu a joué un rôle important, avec un taux d’extraction plus élevé en présence qu’en l’absence d’Ag NPs à pH compris entre 2 et 4. Les expériences peuvent suggérer que APDC a réagi avec Ag NPs, impliquant un type particulier de fonctionnalisation. Pour l’extraction du Cu et du Ni, les NPS Ag ont été fonctionnalisés avec le sel de sodium de l’acide 2-mercaptoéthanesulfonique. Les résultats indiquent que seules les espèces ioniques Cu et Ni libres ou labiles ont été transférées dans le coacervat. Dans le cas du Cr, la spéciation non chromatographique du Cr a été réalisée à l’aide de NPS Ag non modifiés. Alors que le CPE traditionnel a été appliqué pour les espèces de Cr, aucune extraction de Cr dans le coacervat (phase riche en tensioactifs) n’a été observée. Cependant, lorsque des NPS Ag étaient présents, même en faible concentration, des espèces de Cr ont été détectées. Les NPS Ag ont été utilisés comme supports, transférant le Cr en solution aqueuse au coacervat (tensioactif) en raison d’un effet de co-extraction. Une interaction entre les espèces de Cr et les NPS Ag a déjà été signalée. De plus, la présence d’un excès de réducteur (NaBH4) utilisé pour la synthèse des NPs Ag a produit la réduction du Cr(VI) en Cr(III), permettant l’interaction avec les NPs Ag. Cr(III) a été transféré au coacervat, aidé par Ag NPs. D’autres études réalisées à l’aide d’acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA) comme agent complexant ont permis la spéciation du Cr. De plus, de l’EDTA a d’abord été ajouté à la solution aqueuse contenant des espèces de Cr, puis des NPS Ag ont été incorporés. La complexation de l’EDTA empêche l’extraction vers la phase tensioactive, laissant les espèces métalliques restantes dans la solution aqueuse. Pour les solutions de Cr(III), la complexation avec l’EDTA a montré une cinétique relativement lente par rapport à la rétention de Cr(III) sur les NPS Ag. Ainsi, la présence d’EDTA, même à faible concentration, évite le transfert du Cr(III) vers la phase riche en tensioactifs. Pour les solutions de Cr(VI), l’extraction en tensioactif dépendait de la concentration en Ag NPs et EDTA. La rétention de Cr(III) par le NPs Ag étant plus rapide que sa complexation avec l’EDTA, le Cr(III) généré par la réduction de Cr(VI) (due à l’agent réducteur) en présence d’EDTA n’a pas été complexé, mais retenu rapidement et fortement sur le NPs Ag. Enfin, ce n’est que lorsque la concentration en EDTA était suffisamment élevée qu’il y avait une concurrence pour le Cr(III) avec le NPs et que l’extraction était réduite. En résumé, alors que l’ajout d’EDTA permettait la détermination du Cr(VI), l’absence d’EDTA convenait à la détermination du Cr total. Ainsi, le Cr(III) a été obtenu par différence, développant une application sensible pour les espèces de Cr.
Pourreza et al. développement d’une procédure basée sur l’extraction combinée point de nuage-phase solide (CP-SPE), utilisant une dispersion de NPs de TiO2 dans des milieux micellaires pour l’enrichissement de Zn suivie d’une spectrophotométrie UV-vis. Les ions Zn ont été adsorbés sur des NPs TiO2 et transférés dans la phase riche en tensioactifs, le Triton X-100 dans ce cas. Ensuite, les ions Zn ont été désorbés à partir de NPs de TiO2 en présence d’une solution de dithizone, formant un complexe coloré suivi spectrophotométriquement. Un facteur d’enrichissement de 80 et une limite de détection de 0,33 µg L−1 ont été atteints. Cette procédure a été appliquée de manière satisfaisante aux échantillons d’eau et de lait.
Tan et al. NPs Au fonctionnalisés utilisés comme sonde pour le CPE de Hg suivi d’une détection visuelle et colorimétrique. Des NPS Au de ≈ 4 nm de diamètre ont été fonctionnalisés avec de l’acide mercaptopropionique et de l’homocystéine. Ici, l’association avec Hg a amélioré l’hydrophobicité et a facilité son extraction vers la phase Triton X-114 et le changement de couleur de l’incolore au rouge.
Dans la plupart des cas, une étape de centrifugation était nécessaire en CPE pour la séparation de la phase de tensioactif enrichi. Cependant, la mise en œuvre du NMS magnétique devait réduire le temps de préparation des échantillons et les étapes de séparation. Cela signifie qu’une étape de centrifugation pour la séparation de phase de la phase micellaire enrichie en analyte de la solution aqueuse peut être évitée, car l’utilisation d’un aimant facilite la séparation des MNP du reste de la solution. Bien que dans les travaux de MNP développés par Jalbani et Soylak, la centrifugation ait même été utilisée. Dans ce travail, des MNP de Fe3O4 ont été appliqués pour la préconcentration du Cd et du Pb dans des échantillons d’eau et de sol, suivie d’une détermination du métal par les FAA. Les auteurs ont nommé cette procédure d’extraction en phase solide médiée par un surfactant (SM-SPE). Cependant, dans ce travail, l’aimant n’a été appliqué qu’à l’étape de synthèse pour la séparation des MNPS de l’excès de réactif. La procédure générale consistait en l’ajustement du pH de la solution d’échantillon, par addition de Triton X-114. La solution a été maintenue à température ambiante pour la formation d’une phase riche en tensioactifs. Ensuite, quelques mg de NPs Fe3O4 ont été ajoutés et les mélanges ont été dispersés par centrifugation. La solution aqueuse a été éliminée et l’analyte cible a été désorbé par addition de 400 µL de HNO3. Après désorption, les NPS sont à nouveau centrifugés pendant 10 min. Après centrifugation, les NPs Fe3O4 ont été à nouveau séparés et les 50 µL de solution d’échantillon contenant des analytes cibles ont été introduits dans le FAAS. Une étude multivariée a été réalisée pour évaluer les variables suivantes: pH (3, 2,15 ou 5,5), quantité de NPs (15, 32,5 ou 50 mg), Triton X-114 (0,05, 0,275 ou 0,5% p/v) et temps de centrifugation (5 ou 10 min). Cette stratégie a permis la préconcentration du Cd et du Pb de manière rapide, peu coûteuse et respectueuse de l’environnement. Les NPs de magnétite ont montré une grande capacité d’adsorption vers les ions métalliques. Cependant, les auteurs ont effectué plusieurs étapes de centrifugation, malgré le fait que l’utilisation d’un aimant simplifierait de nombreuses étapes de séparation de phases, car la présence de tensioactif n’affectait pas la séparation magnétique des NPs avec un aimant.
Un exemple dérivé a émergé de la combinaison séquentielle de D-μ-SPE et de CPE pour des études de spéciation de Cr dans des échantillons d’eau utilisant des MNP suivies d’une détection FAAS. Cette méthodologie consistait en une rétention sélective de Cr(VI) sur des NPs Fe3O4/SiO2 amino-fonctionnalisés mésoporeux à pH 5. Les mésoporeux (diamètre des pores 2-50 nm) ont été formés dans l’étape de synthèse, en utilisant du bromure d’hexadéciltrimetilamonium (CTAB) et en fournissant une bonne dispersion de la phase solide, ce qui entraîne une surface élevée. Une fois le Cr(VI) adsorbé, des MNP enrichis ont été collectés avec un aimant. Ensuite, le Cr(III) présent dans le surnageant a été soumis à une préconcentration sélective par CPE. Ainsi, le Cr(III) a été complexé avec le 4-(2-thiazolylazo) résorcinol (GOUDRON) à pH 5, 90°C, et en utilisant le Triton X-114. Enfin, une étape de centrifugation était nécessaire pour la séparation de phase. Une analyse FAAS a été réalisée pour évaluer la teneur en Cr, à la fois dans la solution contenant du Cr(VI) obtenue à partir de l’élution de MNPs et dans les phases tensioactives après dilution dans le méthanol/HNO3 dilué. Des facteurs de préconcentration faibles ont été atteints de 16 et 12 pour Cr(VI) et Cr(III), respectivement. Des limites de détection de 1,1 et 3,2 µg L−1 ont été atteintes pour Cr(VI) et Cr(III), respectivement. Cette stratégie implique une technique miniaturisée, rapide et facile à utiliser, et ne nécessite pas d’instrumentation sophistiquée pour la spéciation des Cr.
