CeO2@TiO2富集-XRF法快速检测饮用水中的多种元素

doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.01.022

湖北农业科学 ›› 2025, Vol. 64 ›› Issue (1): 126-132.doi: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.01.022

CeO₂@TiO₂富集-XRF法快速检测饮用水中的多种元素

郭雅晴^1,2, 周陶鸿^1,2, 胡家勇^1,2, 黄徽^1,2, 冀威昊^1,2, 彭青枝^1,2

1.湖北省食品质量安全监督检验研究院/国家市场监管重点实验室（动物源性食品中重点化学危害物检测技术）,武汉 430075;
2.湖北时珍实验室,武汉 430065

收稿日期:2023-10-19 发布日期:2025-02-20
通讯作者: 彭青枝（1969-）,女,湖北武汉人,正高级工程师,硕士,主要从事食品安全工作,（电话）18813039480（电子信箱）605234430@qq.com。
作者简介:郭雅晴（1995-）,女,湖北武汉人,助理工程师,硕士,主要从事食品安全工作,（电话）19907139189（电子信箱）yaqing0513@163.com。
基金资助:
国家市场监督管理总局科技项目（S2020MK170）; 湖北省重点研发计划项目（2020BCA091）

CeO₂@TiO₂ enrichment XRF method for rapid detection of multiple elements in drinking water

GUO Ya-qing^1,2, ZHOU Tao-hong^1,2, HU Jia-yong^1,2, HUANG Hui^1,2, JI Wei-hao^1,2, PENG Qing-zhi^1,2

1. Key Laboratory of National Market Regulation （Detection Technology for Key Chemical Hazards in Animal Derived Foods）, Hubei Provincial Institute for Food Supervision and Test, Wuhan 430075, China;
2. Hubei Shizhen Laboratory, Wuhan 430065, China

Received:2023-10-19 Online:2025-02-20

摘要/Abstract

摘要： 以氢氧化钠颗粒和六水合硝酸铈晶体为材料合成CeO₂,再与钛酸四丁酯反应,煅烧制备CeO₂@TiO₂复合材料;对饮用水中Pb、As、Cd、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr元素进行富集、洗脱、XRF快速检测。结果表明,CeO₂@TiO₂复合材料可同时富集饮用水中的Pb、As、Cd、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr元素,最佳吸附pH为6~8,最佳吸附时间为5 min;以2%硝酸或1%氢氧化钠为洗脱液,各元素在洗脱10 min时洗脱率均达到最大值;在最优吸附条件下,当各元素添加量为20 μg时,CeO₂@TiO₂复合材料对各元素的吸附率较高,均超过90%。CeO₂@TiO₂复合材料具备一定的可再生性能,至少可循环使用6次;当富集倍数为10倍时,Pb、As、Cd、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr元素的检出限分别为6.0、5.6、2.7、30.9、15.4、14.7、15.2、4.8 μg/L。Pb、As、Cd、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr元素的相对标准偏差（RSD）为2.02%~5.46%。该方法可用于饮用水中Pb、As、Cd、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr元素的同时快速现场检测。

关键词: XRF法, 快速检测, 富集, CeO₂@TiO₂复合材料, 饮用水, 元素

Abstract: CeO₂ was synthesized using sodium hydroxide particles and cerium nitrate hexahydrate crystals, followed by reaction with tetrabutyl titanate and calcination for the preparation of CeO₂@TiO₂ compound material. Enrichment, elution and XRF rapid detection of Pb, As, Cd, Cr, Fe, Cu, Zn, and Sr elements in drinking water were performed. The results indicated that CeO₂@TiO₂ compound material could simultaneously enrich Pb, As, Cd, Cr, Fe, Cu, Zn and Sr elements in drinking water, with an optimal adsorption pH of 6~8 and an optimal adsorption time of 5 minutes;using 2% nitric acid or 1% sodium hydroxide as eluent, the elution rates of each element reached their maximum values after 10 minutes of elution;under optimal adsorption conditions,when the addition amount of each element was 20 μg, the adsorption rate of the CeO₂@TiO₂ composite material for each element was relatively high, all exceeding 90%. CeO₂@TiO₂ compound material had certain renewable properties and could be recycled at least 6 times;when the enrichment factor was 10 times, the detection limits of Pb, As, Cd, Cr, Fe, Cu, Zn and Sr elements were 6.0, 5.6, 2.7, 30.9, 15.4, 14.7, 15.2, and 4.8 μg/L, respectively. The relative standard deviations （RSD） of Pb, As, Cd, Cr, Fe, Cu, Zn, and Sr elements were 2.02%~5.46%. This method could be used for rapid on-site detection of Pb, As, Cd, Cr, Fe, Cu, Zn and Sr elements in drinking water.

Key words: XRF method, rapid detection, enrichment, CeO₂@TiO₂ compound material, drinking water, element

中图分类号:

郭雅晴, 周陶鸿, 胡家勇, 黄徽, 冀威昊, 彭青枝. CeO₂@TiO₂富集-XRF法快速检测饮用水中的多种元素[J]. 湖北农业科学, 2025, 64(1): 126-132.

GUO Ya-qing, ZHOU Tao-hong, HU Jia-yong, HUANG Hui, JI Wei-hao, PENG Qing-zhi. CeO₂@TiO₂ enrichment XRF method for rapid detection of multiple elements in drinking water[J]. HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES, 2025, 64(1): 126-132.

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