Cloud Point

Cloud-Point Extraction

Cloud-point extraction (CPE) werd voor het eerst ontwikkeld door Watanabe et al. eind jaren zeventig . Deze techniek is voornamelijk gebaseerd op het gebruik van oppervlakteactieve stoffen als extractanten, waarbij een oppervlakteactieve stof na verhitting van de ene vloeistof naar de andere wordt overgebracht. Boven de temperatuur van het wolkenpunt vormden de oppervlakteactieve moleculen micellen en aggregaten. Deze micellen kunnen complexen binden en de analyten van het doelmetaal vooraf concentreren. De gemeenschappelijke stappen voor een standaard CPE procedure kan worden samengevat als: toevoeging van enkele mL oppervlakteactieve stof aan een waterige oplossing, optionele toevoeging van complexvormer, verhitting boven de wolkenpunttemperatuur en centrifugering voor fasescheiding . In het algemeen biedt CPE verschillende voordelen voor de extractie en preconcentratie van metaalionen, hoge extractie-efficiëntie en preconcentratiefactor, lage kosten, eenvoudige hantering en verminderde toxiciteit .

hoewel CPE op bevredigende wijze kan worden toegepast zonder gebruik te maken van NMs, heeft de toepassing van NMs aangetoond dat zij kunnen fungeren als dragers die de overdracht van metaalionen helpen. Verschillende toepassingen zijn toegepast met behulp van Ag NPs, TiO2 NPs, Au NPS, en ook magnetische Fe NPS .

Lopez-García et al. ontwikkelde verschillende toepassingen met behulp van Ag NPs als efficiënte dragers om Cd , Cu , Ni en Cr van waterig Monster over te brengen en te preconcentreren naar een oppervlakteactieve-rijke fase van Triton X-114. Deze publicaties hadden gemeen de CPE-strategie en ETAAS-analyse. Een verrijkingsfactor van 1050 werd gevonden voor Cd , 510 voor Cu en Ni , en 1150 voor Cr . Detectielimieten in het bereik 1-2, 4 ng L-1 werden bereikt. De procedure werd toegepast op water -, bier-en wijnmonsters. Voor CR werden moeilijkheden gevonden voor monsters met ethanol in een concentratie hoger dan 6% v/v, omdat de ethanolconcentratie van invloed was op het CPE-proces. In het geval van Cd werd APDC toegevoegd aan het medium , en de aanwezigheid van Ag NPs verhoogde de extractie-efficiëntie van Cd-APDC complex van de waterige naar de oppervlakteactieve-rijke fase. De zuurgraad van het medium speelde een belangrijke rol, met een extractiesnelheid die hoger was in de aanwezigheid dan in de afwezigheid van Ag NPs bij pH in het bereik van 2-4. De experimenten kunnen suggereren dat APDC reageerde met Ag NPs, waarbij een bepaald type functionalisatie. Voor CU-en Ni-extractie werden Ag NPs gefunctionaliseerd met het natriumzout van 2-mercaptoethaansulfonzuur. De resultaten toonden aan dat alleen vrije of labiele Ionische Cu en Ni soorten werden overgebracht naar het coacervaat. In het geval van Cr werd nonchromatografische CR-speciatie uitgevoerd met ongewijzigd Ag NPs . Hoewel traditionele CPE werd toegepast voor CR-soorten, werd geen extractie van Cr naar het coacervaat (de oppervlakteactieve fase) waargenomen. Echter, wanneer Ag NPs aanwezig waren, zelfs in kleine concentraties, werden CR-soorten gedetecteerd. Ag NPs werden gebruikt als dragers, waarbij Cr in waterige oplossing werd overgebracht naar het coacervaat (oppervlakteactieve stof) als gevolg van een co-extractie-effect. CR species interactie met Ag NPs werd eerder gemeld . Bovendien veroorzaakte de aanwezigheid van overtollige reductant(NaBH4) die voor de synthese van AG NPs wordt gebruikt de vermindering van Cr(VI) tot CR (III), die de interactie met Ag NPs toestaat. Cr (III) werd overgebracht naar het coacervate, geholpen door Ag NPs. Verdere studies die werden uitgevoerd met ethyleendiaminetetra-azijnzuur (EDTA) als complexvormer maakten CR-speciatie mogelijk. Verder werd EDTA eerst toegevoegd aan de waterige oplossing die CR-soorten bevat, en vervolgens Ag NPs werd opgenomen. De EDTA-complexatie voorkomt de extractie naar de oppervlakteactieve fase, waardoor het metaal in de waterige oplossing blijft. Voor CR(III) – oplossingen vertoonde de complexatie met EDTA relatief langzame kinetiek in vergelijking met de retentie van Cr (III) op Ag NPs. Aldus vermeed de aanwezigheid van EDTA, zelfs bij lage concentratie, de overdracht van Cr(III) aan de oppervlakteactieve-rijke fase. Voor CR (VI) – oplossingen was de extractie naar de oppervlakteactieve stof afhankelijk van de concentratie van Ag NPs en EDTA. Omdat de retentie van Cr(III) door de Ag NPs sneller was dan de complexatie ervan met EDTA, werd de Cr(III) gegenereerd uit de reductie van Cr(VI) (als gevolg van reductiemiddel) in aanwezigheid van EDTA niet gecomplexeerd, maar snel en sterk behouden op de AG NPs. Ten slotte was er pas wanneer de EDTA-concentratie hoog genoeg was, concurrentie voor Cr(III) met de NPs en werd de extractie verminderd. Samenvattend, hoewel de toevoeging van EDTA de bepaling van Cr(VI) mogelijk maakte, was de afwezigheid van EDTA geschikt voor de totale bepaling van Cr. Dus Cr (III) werd verkregen door verschil, het ontwikkelen van een gevoelige toepassing voor CR-soorten.

Pourreza et al. ontwikkelde een procedure gebaseerd op gecombineerde cloud point-solid phase extraction (CP-SPE), met behulp van een dispersie van TiO2 NPs in micellaire media voor de verrijking van Zn gevolgd door UV-vis spectrofotometrie. De Zn-ionen werden geadsorbeerd aan TiO2 NPs en overgebracht naar de oppervlakteactieve rijke fase, Triton X-100 in dit geval. Dan, werden de ionen van Zn desorbed van TiO2 NPs in aanwezigheid van dithizon oplossing, die een gekleurd complex spectrofotometrisch wordt gevolgd vormen. Een verrijkingsfactor van 80 en een detectiegrens van 0,33 µg L-1 werden bereikt. Deze procedure werd op bevredigende wijze toegepast op water-en melkmonsters.

Tan et al. gebruikt gefunctionaliseerde Au NPs als sonde voor CPE van Hg gevolgd door visuele en colorimetrische detectie. Alle NPs met een diameter van ≈ 4 nm werden gefunctionaliseerd met mercaptopropionzuur en homocysteïne. Hier, verbeterde de vereniging met Hg hydrophobicity en vergemakkelijkte zijn extractie naar de fase Triton X-114 en de kleurverandering van kleurloos aan rood.

in de meeste gevallen was een centrifugatiestap vereist in CPE voor de scheiding van de verrijkte oppervlakteactieve fase. Verwacht werd echter dat de implementatie van magnetisch NMs de voorbereidingstijd en de scheidingsstappen van de monsters zou verminderen. Dit betekent dat een centrifugatiestap voor fasescheiding van met analyt verrijkte micellaire fase van de waterige oplossing kan worden vermeden, omdat het gebruik van een magneet de scheiding van MNPs van de rest van de oplossing vergemakkelijkt. Hoewel in het werk van Mnps ontwikkeld door Jalbani en Soylak , centrifugeren werd zelfs gebruikt. In dit werk werden MNP ‘ s van Fe3O4 toegepast voor preconcentratie van Cd en Pb in water-en bodemmonsters, gevolgd door metaalbepaling door FAAS . De auteurs noemden deze procedure surfactant gemedieerde solid-phase extractie (SM-SPE). Echter, in dit werk, werd de magneet alleen toegepast in de synthesestap voor de scheiding van MNPs van de reagensovermaat. De algemene procedure bestond uit de pH-aanpassing van de monsteroplossing door toevoeging van Triton X-114. De oplossing werd op kamertemperatuur gehouden voor de vorming van een oppervlakteactieve rijke fase. Vervolgens werd een paar mg Fe3O4 NPs toegevoegd en werden de mengsels gedispergeerd door middel van centrifugeren. De waterige oplossing werd verwijderd en de doelanalyse werd gedesorbeerd door de toevoeging van 400 µL HNO3. Na desorptie werden de NPs opnieuw gedurende 10 minuten gecentrifugeerd. Na centrifugering werden de Fe3O4 NPs opnieuw gescheiden en werd de 50 µL monsteroplossing met doelanalyten in de FAAS geïntroduceerd. Er werd een multivariate studie uitgevoerd om de volgende variabelen te evalueren: pH (3, 2,15 of 5,5), hoeveelheid NPs (15, 32,5 of 50 mg), Triton X-114 (0,05, 0,275 of 0,5% w/v) en centrifugatietijd (5 of 10 min). Deze strategie maakte het mogelijk om Cd en Pb snel, goedkoop en milieuvriendelijk te concentreren. Magnetiet NPS toonde grote adsorptieve vermogen naar de metaalionen. De auteurs voerden echter verschillende centrifugatiestappen uit, ondanks het feit dat het gebruik van een magneet vele fasescheidingsstappen zou vereenvoudigen, omdat de aanwezigheid van oppervlakteactieve stoffen de magnetische scheiding van NPs met een magneet niet beïnvloedde.

een afgeleid voorbeeld kwam voort uit de sequentiële combinatie van D-μ-SPE en CPE voor CR-speciatiestudies in watermonsters met MNPs, gevolgd door Faas-detectie . Deze methodologie bestond uit een selectieve retentie van Cr(VI) op mesoporeuze amino-gefunctionaliseerde Fe3O4/SiO2 NPs bij pH 5. De mesoporeuze (poriediameter 2-50 nm) werden gevormd in de synthese stap, met behulp van hexadeciltrimetilamoniumbromide (CTAB) en het verstrekken van een goede dispersie van de vaste fase, wat resulteert in een hoog oppervlak. Zodra Cr (VI) werd geadsorbeerd, werden verrijkt-MNP ‘ s verzameld met een magneet. Vervolgens werd CR (III) aanwezig in het supernatans onderworpen aan selectieve preconcentratie door CPE. Cr (III)werd dus gecomplexeerd met 4-(2-thiazolylazo) resorcinol (teer) bij pH 5, 90°C en met Triton X-114. Ten slotte was voor de fasescheiding een centrifugatiestap vereist. Er werd een Faas-analyse uitgevoerd om het CR-gehalte te evalueren, zowel in de oplossing die Cr(VI) bevat, verkregen door elutie van MNPs als in de surfactantfasen na verdunning in methanol/verdund HNO3. Lage preconcentratiefactoren werden bereikt van respectievelijk 16 en 12 voor CR (VI) en CR (III). Voor CR(VI) en CR(III) werden detectielimieten van respectievelijk 1,1 en 3,2 µg L− 1 bereikt. Deze strategie omvat een geminiaturiseerde, snelle en eenvoudig te bedienen techniek, en vereist geen geavanceerde instrumentatie voor CR speciation.