Dispersive Solid–Liquid Microextraction Based on the Poly(HDDA)/Graphene Sorbent Followed by ICP-MS for the Determination of Rare Earth Elements in Coal Fly Ash Leachate

吸附剂 萃取(化学) 材料科学 粉煤灰 色谱法 感应耦合等离子体 固相微萃取 固相萃取 中心组合设计 标准物质 检出限 化学 核化学 质谱法 气相色谱-质谱法 吸附 复合材料 响应面法 有机化学 物理 等离子体 量子力学
作者
Latinka Slavković‐Beškoski,Lj. M. Ignjatović,Guido Bolognesi,Danijela D. Maksin,Aleksandra Savić,Goran T. Vladisavljević,Antonije Onjia
出处
期刊:Metals [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:12 (5): 791-791 被引量:14
标识
DOI:10.3390/met12050791
摘要

A dispersive solid-phase microextraction (DSPME) sorbent consisting of poly(1,6-hexanediol diacrylate)-based polymer microspheres, with embedded graphene microparticles (poly(HDDA)/graphene), was synthesized by microfluidic emulsification/photopolymerization and characterized by optical microscopy and X-ray fluorescence spectrometry. This sorbent was applied for simple, fast, and sensitive vortex-assisted DSPME of rare earth elements (RREs) in coal fly ash (CFA) leachate, prior to their quantification by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Among nine DSPME variables, the Plackett–Burman screening design (PBD), followed by the central composite optimization design (CCD) using the Derringer desirability function (D), identified the eluent type as the most influencing DSPME variable. The optimum conditions with maximum D (0.65) for the chelating agent di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) amount, the sorbent amount, the eluting solvent, the extraction temperature, the centrifuge speed, the vortexing time, the elution time, the centrifugation time, and pH, were set to 60 μL, 30 mg, 2 M HNO3, 25 °C, 6000 rpm, 1 min, 1 min, 5 min, and 4.2, respectively. Analytical validation of the DSPME method for 16 REEs (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) in CFA leachate samples estimated the detection limits at the low ppt level, the recovery range 43–112%, and relative standard deviation within ± 22%. This method was applied to a water extraction procedure (EP) and acetic acid toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) for leachate of CFA, from five different coal-fired thermoelectric power plants. The most abundant REEs in leachate (20 ÷ 1 solid-to-liquid ratio) are Ce, Y, and La, which were found in the range of 22–194 ng/L, 35–105 ng/L, 48–95 ng/L, and 9.6–51 μg/L, 7.3–22 μg/L, 2.4–17 μg/L, for EP and TCLP leachate, respectively. The least present REE in TCLP leachate was Lu (42–125 ng/L), which was not detected in EP leachate.

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