Использование ультразвуковой дисперсионной микротвердофазной экстракции для концентрирования следов кобальта и никеля и их прецизионного определения в образцах окружающей среды с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии

Разработан простой и экологичный подход к ультразвуковой дисперсионной микротвердофазной экстракции с использованием новых модифицированных адсорбентом многостенных углеродных нанотрубок (MWCNTs) для разделения и предварительной концентрации ионов кобальта Co(II) и никеля Ni(II) в различных образцах окружающей среды перед определением методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. Предлагаемый метод основан на модификации MWCNTs комплексообразователем 3-(2,4-дигидроксифен-1-илазо)-1,2,4-триазолом, который образует комплекс с ионами Co(II) или Ni(II) в качестве селективного и эффективного сорбента при рН 8.0. Исследовано и оптимизировано влияние различных параметров. Калибровочные кривые линейные в пределах 1.0–200 и 2.0–300 мкг/л; пределы обнаружения при оптимальных условиях 0.30 и 0.60 мкг/л для ионов Co(II) и Ni(II). Коэффициент предварительной концентрации 200. Максимальная сорбционная способность Co(II) и Ni(II) ~300 и 380 мг/г. Показатели извлечения анализируемых веществ 96.0—102 %. Относительное стандартное отклонение (RSD%) для внутрисуточной и межсуточной повторяемостей 1.30, 1.70 % и 1.750, 1.95% для Co(II) и Ni(II) соответственно. Сертифицированные справочные материалы (листья шпината SRM 1570A и обогащенная вода TMDA-52.3) использованы для проверки точности предлагаемого протокола предварительной концентрации. Метод успешно применен для определения содержания ионов Co(II) и Ni(II) в образцах воды, соков и пищевых продуктов.

1. ATSDR, Toxicological Profile for Cobalt, U. S. Department of Health and Human Services, Atlanta (2001).

2. A. A. Gouda, R. El Sheikh, A. M. Khedr, S. Abo Al Ezz, W. Gamil, M. M. El-Gabry, E. H. Youssef, Int. J. Environ. Anal. Chem. (2021), doi: 10.1080/03067319.2021.1928106.

3. S. Dahiya, R. Karpe, A. G. Hegde, R. M. Sharma, J. Food Compos. Anal., 18, 517–522 (2005).

4. Y. Şahan, F. Basoglu, S. Gücer, Food. Chem., 105, 395–399 (2007).

5. W. J. Barreto, S. R. G. Barreto, I. S. Scarminio, D. N. Ishikawa, M. F. Soares, M. V. B. de Proença, Quim. Nova, 33, 109–113 (2010).

6. N. Baghban, A. M. H. Shabani, S. Dadfarnia, A. A. Jafari, J. Braz. Chem. Soc., 20, 832–838 (2009).

7. J. E. O’Sullivan, R. J. Watson, E. C. V. Butler, Talanta, 115, 999–1010 (2013).

8. F. Nekouei, S. Nekouei, Indian J. Sci. Res., 8, 138–145 (2014).

9. M. A. Akl, S. A. Ahmad, Egypt. J. Chem., 62, 1917–1931 (2019).

10. M. Sadia, M. R. Jan, J. Shah, G. M. Greenway, Int. J. Environ. Anal. Chem., 93, 1537–1556 (2013).

11. B. Feist, B. Mikula, Food Chem., 147, 302–306 (2014).

12. S. V. Smirnova, D. V. Ilin, I. V. Pletnev, Talanta, 221, 121485 (2021).

13. Z. A. Alothman, Y. E., Unsal M. Habila, M. Tuzen, M. Soylak, Desalin. Water Treat., 53, 3457–3465 (2015).

14. M. Ghaedi, A. Shokrollahi, F. Ahmadi, H. R. Rajabi, M. Soylak, J. Hazard Mater., 150, 533–540 (2008).

15. D. Citak, M. Tuzen, M. Soylak, Food Chem. Toxic., 47, 2302–2307 (2009).

16. S. Saracoglu, M. Soylak, D. Çabuk, Z. Topalak, Y. Karagozlu, J. AOAC Int., 95, 892–896 (2012).

17. L. S. Moreira, Í. P. Sá, R. C. Machado, A. R. A. Nogueira, E. G. P. da Silva, C. D. B. Amaral, Spectrochim. Acta B, At. Spectrosc., 169, 105899 (2020).

18. M. Soylak, A. Aydin, N. Kizil, J. AOAC Int., 99, 273–278 (2016).

19. E. Yildiz, Ş. Saçmaci, Ş. Kartal, M. Saçmaci, Food Chem., 194, 143–148 (2016).

20. H. Serencam, C. Duran, D. Ozdes, H. Bektas, Acta Chim. Slov., 60, 287–293 (2013).

21. M. Soylak, A. Aydin, Food Chem. Toxic., 49, 1242–1248 (2011).

22. Z. A. Alothman, E. Yilmaz, M. Habila, M. Soylak, Turk. J. Chem., 39, 1038–1049 (2015).

23. G. Alpdoğan, Toxicol. Environ. Chem., 98, 179–188 (2016).

24. B. Topuz, Biol. Trace Elem. Res., 194, 295–302 (2020).

25. M. A. Habila, Z. A. Alothman, E. Yilmaz, M. Soylak, Int. J. Environ. Anal. Chem., 98, 171–181 (2018).

26. A. Duran, M. Tuzen, M. Soylak, J. Hazard. Mater., 169, 466–471 (2009).

27. L. Meng, C. Chen, Y. Yang, Anal. Lett., 48, 453–463 (2015).

28. M. Soylak, E. Yilmaz, J. Hazard Mater., 182, 704–709 (2010).

29. M. Shirani, F. Salari, S. Habibollahi, A. Akbari, Microchem. J., 152, 104332–104340 (2020).

30. M. Ghaedi, A. Shokrollahi, F. Ahmadi, H. R. Rajabi, M. Soylak, J. Hazard Mater., 150, 533–540 (2008).

31. A. A. Gouda, A. M. Summan, A. H. Amin, RSC Adv., 6, 94048–94057 (2016).

32. N. K. Temel, K. Sertakan, R. Gürkan, Biol. Trace Elem. Res., 186, 597–607 (2019).

33. H. Xu, W. Zhang, X. Zhang, J. Wang, J. Wang, Proc. Environ. Sci., 18, 258–263 (2013).

34. A. Moghimi, M. J. Poursharifi, Asian J. Chem., 23, 1435–1438 (2011).

35. M. Bahram, S. Khezri, Anal. Methods, 4, 384–393 (2012).

36. M. Soylak, M. Koksal, Microchem. J., 147, 832–837 (2019)

37. S. M. Sorouraddin, M. A. Farajzadeh, T. Okhravi, Sep. Sci. Technol., 55, 2955–2966 (2020).

38. T. Okhravi, S. M. Sorouraddin, M. A. Farajzadeh, A. Mohebbi, Anal. Bioanal. Chem., 412, 1675–1684 (2020).

39. Ç. Arpa, I. Arıdaşır, Food Chem., 284, 16–22 (2019).

40. N. Khorshidi, A. Niazi, Sep. Sci. Technol., 51, 1675–1683 (2016).

41. B. Barfi, M Rajabi, A. Asghari, Biol. Trace Elem. Res., 170, 496–507 (2016).

42. H. R. Sobhi, A. Mohammadzadeh, M. Behbahani, A. Esrafili, Microchem. J., 146, 782–788 (2019).

43. M. Rajabi, M. Abolhosseini, A. Hosseini-Bandegharaei, M. Hemmati, N. Ghassab, Microchem. J., 159, 105450 (2020).

44. J. M. Nakhaei, M. R. Jamali, S. Sohrabnezhad, R. Rahnama, Microchem. J., 144, 88–92 (2019).

45. B. Feist, R. Sitko, Microchem. J., 147, 30–36 (2019).

46. C. H. Latorre, J. A. Mendez, J. B. Garcia, S. G. Martin, R. M. P. Crecente, Anal. Chim. Acta, 749, 16–35 (2012).

47. M. Krawczyk, M. Jeszka-Skowron, Microchem. J., 126, 296–301 (2016).

48. M. Soylak, E. Yilmaz, M. Ghaedi, M. Montazerozohori, Toxicol. Environ. Chem., 93, 873–885 (2011).

49. B. Feist, Food Chem., 209, 37–42 (2016).

50. Z. A. ALOthman, E. Yilmaz, M. Habila, I. H. Alsohaimi, A. M. Aldawsari, N. M. Al-Harbi, M. Soylak, RSC Adv., 5, 106905–106911 (2015).

51. E. Yilmaz, M. Soylak, Environ. Monit. Assess., 186, 5461–5468 (2014).

52. Z. A. ALOthman, E. Yilmaz, M. Habila, M. Soylak, Ecotoxicol. Environ. Saf., 112, 74–79 (2015).

53. A. A. Gouda, S. M. Al Ghannam, Food Chem., 202, 409–416 (2016).

54. S. Vellaichamy, K. Palanivelu, J. Hazard Mater., 185, 1131–1139 (2011).

55. Z. A. Al-Othman, M. Habilaa, E. Yilmaz, M. Soylak, Microchim. Acta, 177, 397–403 (2012).

56. A. A. Gouda, Int. J. Environ. Anal. Chem., 94, 1210–1222 (2014).

57. A. M. Khedr, M. Gaber, Spectrosc. Lett., 38, 431–445 (2005).

58. A. M. Khedr, Chem. Pap., 60, 138–142 (2006).

59. H. T. S. Britton, Hydrogen Ions, 4th ed., London, Chapman and Hall, 1168 (1952).

60. A. A. Gouda, Talanta, 146, 435–441 (2016).

61. L. A. Currie, Anal. Chim. Acta, 391, 105–126 (1999).