多元双水相气浮溶剂浮选体系的构建及其对环境中抗生素残留的分离/富集和机理研究

This paper extends the scope of traditional aqueous two-phase systems, intends to two or more of the same kinds of aqueous two-phase systems, or a combination of aqueous two-phase heterogeneous, multi-mixed to form aqueous two-phase systems, and coupling the systems with solvent flotation flotation, build a new system, namely, diverse mixed aqueous two-phase gas solvent flotation, and applying for the separation of antibiotic residues in the environment / enrichment. Selection of the whole system security, non-toxic agent directly to the phase of the phase system; reaction using ligand charge transfer, or reaction of the plasma associated trapping of antibiotics; phase separation, a homogeneous trap selectively separating / enriching antibiotic residues in the environment; screened suitable antibiotic separation / enrichment system and separating phase system; research ATPS diverse mix of split-phase and liquid-liquid equilibrium behavior; transfer mechanism with research system, the establishment of applicable multivariate mixed in aqueous two-phase thermodynamic and kinetic model of gas solvent flotation system antibiotic separation / enrichment; to the environment of other trace and ultra-trace drug residues separation / enrichment techniques and provide new scientific evidence .

本课题拓展了传统双水相体系的范畴，拟将两种或两种以上的同种双水相体系，或是异种双水相进行组合，形成多元混合双水相体系，并将该体系与气浮溶剂浮选法耦合，构建一种多元混合双水相气浮溶剂浮选新体系，并用于环境中抗生素残留的分离/富集。在整个体系中选用安全、无毒的分相剂直接对体系分相；采用配位反应、电荷转移或等离子对缔合反应捕集抗生素；异相分离，均相捕集，选择性分离/富集环境中抗生素残留；筛选出适合于抗生素分离/富集的捕集体系及分相体系；研究多元混合双水相体系的分相及液液相平衡行为；研究体系的相转移机理，建立适用于多元混合双水相气浮溶剂浮选体系中抗生素分离/富集的热力学和动力学模型；为环境中其他痕量和超痕量药物残留的分离/富集提供新的技术手段和科学依据。

本研究建立了一种新的双水相体系——多元混合双水相体系，利用该体系分离/富集了氯霉素、环丙沙星、左氧氟沙星等抗生素。在单因素实验的基础上，探讨了盐、醇的浓度，pH值，抗生素的浓度等单因素对混合体系分配行为的影响，利用响应曲面法( RSM) 对主要实验影响因素进行了优化，并将最佳萃取体系与HPLC 结合用于环境水样中抗生素的分离检测，同时对[Bmim]BF4/盐双水相的形成机理和分相能力进行初步的研究。主要研究内容和结论如下：.（1）建立了三种多元双水相体系，分别是①离子液体（[Bmim]BF4）/小分子醇（异丙醇或正丙醇）/盐（(NH4)2SO4或NaH2PO4）多元混合双水相体系；②小分子醇（乙醇、异丙醇、正丙醇）/盐（(NH4)2SO4或NaH2PO4）多元混合双水相体系；③聚合物（PEG）/-醇（乙醇、正丙醇、异丙醇）/盐（(NH4)2SO4、NaH2PO4）多元混合双水相体系，并将多元混合双水相体系应用于环境水样中氯霉素、环丙沙星、四环素、诺氟沙星、盐酸左氧氟沙星等多种抗生素的萃取分离，研究结果表明：多元混合双水相体系克服了传统双水相体系的不足，具有低毒、粘度低、成本相对低、易回收等优点，而且能有效的调节体系极性，分离效果好，分相速度快、选择性好，适用于水样中抗生素残留的分离/富集。.（2）建立了离子液体双水相体系，利用亲水性离子液体[Bmim]BF4和NaH2PO4水溶液形成的双水相体系气浮溶剂浮选，实测了养殖废水中的多西环素的含量。实验结果表明，该方法选择性好、富集倍数高、方法简单。.（3）研究了[Bmim]BF4/盐双水相的形成机理和分相能力。实验考察并筛选了可用于[Bmim]BF4水溶液分相的盐，测定了NaH2PO4，(NH4)2SO4-[Bmim]BF4 -H2O三元体系和不同温度下(NH4)2SO4-[Bmim]BF4-H2O三元体系的溶解度数据，以及它们的液液相平衡数据。为进一步研究在物质分离过程中离子液体/无机盐双水相体系的液-液相平衡关系提供理论依据。