2.1实验仪器与试剂 2.1.1实验仪器实验中所用主要仪器见表2—1。玻璃仪器没有列出。
表2—1实验所用仪器仪器名称型号生产厂家紫外-可见分光光度计UV-2450日本岛津公司酸度计DELTA320梅特勒-托利多仪器上海有限公司ICP-AESICAP6500美国热电公司台式高速冷冻离心机TGL20M湖南凯达科学仪器有限公司电热鼓风干燥箱CS101-AB中华人民共和国重庆试验设备厂微波炉G8023ESI — V8广东格兰仕公司多反射光催化水处理装置CHD—1自行研制电子精密天平FA2004上海精密科学仪器有限公司磁力搅拌器85—1深圳沙头角国化仪器厂恒温水浴锅4孔北京科维永鑫实验仪器设备厂COD消解装置571—1广东省环境保护仪器设备厂密封消解装置美国进口2.1.2实验试剂实验所用主要试剂见表2—2。
表2—2实验所用试剂试剂纯度生产厂家羧甲基纤维素钠分析纯中国医药上海化学试剂公司十二烷基三甲基溴化铵分析纯天津市科密欧化学试剂开发中心十四烷基三甲基溴化铵分析纯天津市科密欧化学试剂开发中心十六烷基三甲基溴化按分析纯天津市科密欧化学试剂开发中心十八烷基三甲基溴化铵分析纯天津市科密欧化学试剂开发中心曲拉通一X100化学纯Farco Chemical Supplies吐温-20化学纯天津市福晨化学试剂厂OP乳化剂化学纯上海山浦化工有限公司结晶紫分析纯天津市科密欧化学试剂开发中心署红Y分析纯西北有色地质研究所罗丹明B分析纯中国医药公司北京采购供应站考马斯亮蓝分析纯上海化学试剂站分装厂纳米二氧化钛分析纯江苏常泰纳米材料有限公司30%的H202溶液分析纯西安化学试剂厂FeS〇4*7H2〇分析纯西安化学试剂厂硫酸铁分析纯天津市耀华化学试剂有限责任公司氯化铝分析纯天津市环海化工厂氯化铁分析纯西安化学试剂厂聚合氯化铝分析纯西安化学试剂厂聚合氯化铝铁分析纯西安化学试剂厂盐酸分析纯西安化学试剂厂磷酸分析纯西安化学试剂厂浓硫酸分析纯西安化学试剂厂氢氧化钠分析纯西安化学试剂厂2.2 CMC含量测定方法取一定量的石油钻井废弃泥浆在TGL20M离心机中离心lOmin,转速为4000r/min。取一定 体积的上清液于10mL比色管中，依次加入一定量的CMC溶液，l.OmL的BR缓冲溶液，2.0mL 的季铵盐溶液，2.0mL非离子表面活性剂，二次蒸馏水定容、摇匀。室温下放置20min后，用 10mm比色皿以不加CMC的空白溶液作为参比，扫描吸收光谱，在最佳吸收波长处测量吸光 度。
2.3结果与讨论 2.3.1吸收光谱实验观察到仅CMC单独存在时190?800nm波长范围内均无吸收峰，而当体系中加入季铵 盐时，CMC阴离子聚合物与季铵盐会发生反应，形成离子缔合型复合物时，在紫外区有吸收 峰出现。图2—1A、B分别为CMC、CMC+季铵盐以及CMC+季铵盐+非离子表面活性剂的吸 收光谱。可以看出，仅CMC存在时，吸收峰位于小于190mn的紫外区，本实验紫外光度计无 法测知，CMC的用量相同均为50mg/L,b、c、d、e中分别加入不同剂量的季铵盐及表面活性剂。 经实验研究表明：MTAB (十四烷基三甲基溴化铵）和CTAB (十六烷基三甲基溴化铵）体系 与CMC反应形成离子缔合型复合物时，反应具有较高的灵敏度，其最大摩尔吸光系数U)分 别达lJSxH^LTnol'cm—1 (CTAB体系）和lWxK^LTnol+cm-1 (MTAB体系），其中以CTAB 体系的最大摩尔吸光系数最大；而LTAB (十二烷基三甲基溴化铵）体系的最大摩尔吸光系数 仅为l.lOxH^DmorLcm'1; STAB (十八烷基三甲基溴化铵）体系与CMC反应在紫外区无吸收 峰。
图2—1吸收光谱A： a.CMCB: a.CMCb. CMC+LTABb.CMC+CTAB+OP 乳化剂c.CMC+MTABc.CMC+CTAB+Tween-20d. CMC+CTABd.CMC+CTAB+Triton-X100e.CMC+STAB2.3.2阳离子季铵盐的选择实验CMC属于阴离子型聚合物，与阳离子季铵盐反应，形成离子缔合型复合物时，有可能改变 原有的吸收光谱特征。用不同的季铵盐分别与CMC进行缔合反应对比实验，结果发现：它们 都能与CMC进行缔合反应，形成缔合物，而且季铵盐对形成缔合物的反应有增敏作用[9547]，能 提高体系的灵敏度。为此我们对碳链长度不同的季铵盐进行缔合试验研究，在190?650nm的 波长范围内测其吸光度。实验表明：STAB无论以何种比例浓度与CMC缔合均无吸收峰出现； LTAB以不同比例浓度与CMC缔合时出现吸收峰，但峰值极小，吸光值为0.07; MTAB和CTAB 均有较好的缔合能力，吸光度相对较高。进一步对MTAB和CTAB的用量进行研究发现：2.0g/L MTAB用量在1.5?3.0mL时，吸光度最大且稳定，低于1.5mL时，缔合不完全，吸光度偏低，故 选用2.0g/LMTAB 2.5mL; l.Og/LCTAB用量在0.5?2.0mL时，吸光度最大且稳定，低于0.5mL时， 缔合不完全，吸光度偏低，故选用l.〇g/L的CTABl.OmL。实验还发现：当CMC阴离子聚合物与 季铵盐反应，形成离子缔合型复合物时，几乎不改变季铵盐的吸收光谱特征(CMC浓度较大时， 仅蓝移3?6nm)。在其最大吸收波长处的吸光度，均随CMC浓度的增大而逐渐增大，并在一定浓度范围内与吸光度的升高成正比(见图2—2中A和B)。
图2—2吸收光谱A: CTAB^CMC体系：1 ?4CMC(mg/L):10、25、50、75;CTAB:lg/L;B: MTAB^CMC体系：1 ?3CMC(mg/L):5、10、25;MTAB:2.0g/L; BR:pH=S.03，1.0mL 2.3.3溶液酸度对反应的影响用BR缓冲溶液分别配制不同pH值（范围在1.00?8.53)的缓冲溶液，对LTAB、MTAB和 CTAB体系分别加入不同pH值及不同用量的缓冲溶液，进行研究发现：对于LTAB体系加入不 同pH值及不同用量的缓冲溶液对吸光度均无影响，吸光值仍然很低仅为0.07;对于MTAB体系^ 试验表明：pH=5.03、用量在0.5?3.0mL时的缓冲溶液条件下吸光度最大且稳定，此时吸光值 为1.04,故选用pH为5.03的缓冲溶液l.OmL;而对于CTAB体系，在中性至弱碱性的不同缓冲 溶液中，反应体系的吸光度相差不大，吸光值为1.21,且比MTAB体系的吸光度值大，故CTAB 体系无需加缓冲溶液。
2.3.4表面活性剂的选择及其对反应的影响实验考察了不同浓度的Triton-XlOO、0P乳化剂、Tween-20等表面活性剂对上述反应的影 响（以CTAB体系为例进行研究）。加入Triton-X100缔合反应加快，而且体系的吸光度明显增加， 吸光值由0.96增大到1.39; Tween-20也提高了体系吸光度，但效果不显着，吸光值由原来的0.96 增大到1.09;而OP乳化剂却使吸光度大大降低，以致峰值消失。进一步实验表明，5.0g/L的 Triton-X100的最佳用量为l.OmL。 2.3.5时间对反应的影响考察在1?240min范围内，反应时间对吸光度的影响，发现在lOmin前，随着时间的推移， 吸光度增加；在lOmin之后，吸光度趋于平衡；对于MTAB-CMC体系直至60min吸光度无明显 变化，但在120?240min吸光度明显下降；对于CTAB-CMC直至180min吸光度基本无变化，在180?24〇min范围内发生微小变化，且相对误差在10%以内，说明该体系反应快速稳定。
2.3.6温度对反应的影响考察在17(室温)?60°C范围内，反应温度对反应的影响。实验结果表明，MTAB和CTAB 与CMC在较低温度条件下吸光度值均较高。随着温度升高，吸光度值降低；对于MTAB-CMC 体系在17?40°C吸光度值无明显变化，且均较高，温度高于40°C后吸光度明显降低；对于 CTAB-CMC体系在17?30°C吸光度值无明显变化，且均较高，当温度高于30°C后吸光度明显 降低。综合以上时间及温度两因素，实验选择在室温条件下，两体系放置20min后测其吸光度。
2.3.7标准曲线在最佳反应条件下，以不同浓度的CMC分别与MTAB和CTAB反应，并在最大吸收波长处 测量其吸光度，再以吸光度值A对相应的CMC浓度，绘制标准曲线。CMC的线性范围、标准曲 线的相关系数(Y)、摩尔吸光系数和检出限列于表2—3中。从表2—1看出，MTAB体系在244nm 处测量时，s值达到1.24xl〇6Dm〇rLcm'而CTAB体系具有更高的灵敏度，在240nm处测量时，s 值达到1.78><1061^11〇卜(；111_1;在可见光区测量时CTAB体系的e值比MTAB体系的高，而且不用 加缓冲溶液就可以实现。由于CTAB体系灵敏度更高且更适于在可见光区测定，故方法的选择 性及分析应用以CTAB体系为例进行研究。
表2-3标准曲线的相关参数和方法的灵敏度体系入(nm)回归方程 (C： mg/L)线性范围 (mg/L)相关系数 r(n=5)摩尔吸光系数 ctL-mor'-cm"1)检测限(mg/L)
LTAB256AA=0.00001C+0.057050 ?1500.89291.10X1045.83MTAB244AA=0.0176C—0.220610 ?400.98831.24xl〇60.10CTAB240△A=0.0300C—0.04821-8 ?750.99751.78xl〇60.042.3.8共存物质的影响考察了共存物质对于CTAB体系测定CMC的影响，当CMC为50mg/L，相对误差在±5%以内 时，下列倍数的共存物质不千扰测定：K+、Na+(1500),NH4+、Mg2' H2PO4_(150)，Ca2+、Zn2+、 Cu2+、Mn2+(40)，Fe3+(25),NO3-、HC03_(200)，可溶性淀粉(8)、糊精(10)、氨基乙酸（180)、蔗 糖(80)、葡萄糖(20)、1，3-二甲脲(24)、尿素(80)、腐殖酸(2)。
2.3.9样品分析取一定量的石油钻井废弃泥浆于室温下在TGL20M台式高速冷冻离心机中离心lOmin,转速 为6000r/min。取上述溶液l.OmL于10mL比色管中，按实验方法(以CTAB体系为例)进行测定， 结果列于表2-4中。
表石油钻井废弃泥浆中CMC的测定样品编号泥浆中CMC提取液 (mg/L)加入CMC (mg/L)测得值(mg/L)回收率(%)
17.541016.9794.3%7.541017.3698.2%221.811031.1493.3%21.811032.01102.0%325.811034.9191.0%25.811036.14103.0%2.4结论研究了季铵盐CTAB与CMC的相互作用，发现其靠静电引力及疏水作用可结合成缔合 物，发现非离子表面活性剂Triton-XlOO对该缔合物具有增敏作用，体系的吸光值与CMC的浓 度成正比，反应具有较高的灵敏度，最大摩尔吸光系数达G/ZSxH^l/morLcirT1。该方法有较好 的选择性，且简便快速，此方法可用于石油钻井废弃泥浆中CMC测定，论文以后所获CMC数 据均依此方法获得。
转载请注明：山东东达纤维素有限公司（http://www.sdcmcchina.com/)，是专业的羧甲基纤维素钠，羧甲基淀粉钠，黄原胶生产型企业，专业生产羧甲基纤维素钠，羧甲基淀粉钠,黄原胶。拥有雄厚的技术力量，先进的生产工艺和设备。东达纤维素有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能，高质量的产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。