1 测定原理
光纤反射型传感器测定法是基于铝离子与以电价键固定在阴离子交换树脂Amberlyst A—27上的铝试剂的络合反应，引起试剂相光反射性能的变化而进行铝离子的测定。传感器具有如下特性：铝试剂以电价键与树脂的结合力很强，保证了传感器的稳定性；络合物在1 mol/L的盐酸中易分解，而固定化的铝试剂保持不变，使传感器具有良好的可逆性；铝离子的响应实际上是一个富集过程，使得本法具有较高的灵敏度和选择性。
2 试验部分
2.1 仪器与试剂
RF—540型分光光度计(Shimadzu,Japan),入射与反射狭缝均设为5 nm。双臂光导纤维(Perkin-Elmer,U.S.A)用作光导元件，传感器的结构如图1所示，入射光由光纤的一臂导入，试剂相的反射光由另一臂输入检测系统。铝标准溶液：准确称取硫酸铝钾［KAl(SO4)2•12H2O］(分析纯)1.758 2 g溶于水中，定容至1 L，即得到铝质量浓度为0.1 mg/mL的储备液。缓冲溶液：0.1 mol/L的醋酸-醋酸钠溶液，pH值为5.0。阴离子交换树脂：Amberlyst A—27。铝试剂：玫红三羧酸钠(分析纯)。试验用水：二次蒸馏水。
2.2 操作步骤
①铝试剂的固定
将0.1 g阴离子交换树脂加入到20 mL质量浓度为1 mg/mL的铝试剂中，静置10 min后过滤，用水洗涤(以除去未固定的试剂)后，将树脂置于水中保存。用分光光度法测定试剂的负载量，1 g树脂上铝试剂的负载量为2.4 mg。
②测定方法
将0.05 g固定有铝试剂的树脂置于光纤末端由池体和玻璃棉构成的小池中，上端用光纤旋紧，使光纤的公共端面刚好与树脂接触。入射光由双臂光纤的一臂导入，试剂相的反射光经另一臂导入检测系统。测试时用蠕动泵以3.0 mL/min的流速将铝离子标准溶液及样品溶液输入检测池中。记录不同含量的铝离子在470 nm处的信号响应曲线，用固定时间法定量。测试后通入质量浓度为1 mol/L的盐酸溶液以洗脱铝和铝试剂形成的络合物，而固定化的铝试剂仍保持不变，随后通过缓冲溶液恢复pH值至5.0，再进行下一次测定。
3 结果与讨论
3.1反射光谱波长的选定
溶液中的铝离子与固定在树脂上的铝试剂络合后，固定化的铝试剂由淡粉色变为深红色，使树脂的反射光强度发生了很大变化，并以此测得的相对反射光强度作为检测信号。试验表明，当反射光波长为470 nm时相对反射光强度最大，因此试验选用470 nm作为测定波长。
3.2 溶液酸度的影响
将铝离子的浓度固定为1×10-4 g/L,改变缓冲溶液的酸度来测定反射光强度，结果见图2。图中显示相对反射光强度在溶液pH=5.0时达到最大值；当pH＜4.0时，相对反射光强度急剧下降；在1 mol/L的盐酸介质中，因形成的络合物完全被破坏，使相对反射光强度下降为零。
3.3 传感器的响应特性
图3显示了不同含量的铝溶液以3.0 mL/min的流速在试剂相上的吸附曲线。由图3可见，铝离子的吸附是一个动力学过程，铝离子的浓度越大，其响应曲线的斜率越高，到达平衡值的时间越短。平衡值表示固定相上的铝试剂均被铝离子饱和吸附，进一步增加铝离子则不再引起反射光强度的变化。
3.4 线性范围、检测限和精密度
采用固定时间法测定铝离子的浓度，即采用流速为3.0 mL/min、测定试液通过2 min时的相对反射光强度。试验表明，铝离子的浓度在6.0×10-6～1.0×10-4 g/L范围内与相对反射光强度呈良好的线性关系，回归方程为ΔI=1.6+31.4 ρAl(r=0.998 2),检测限为2.0 μg/L，RSD为3.3%(n=9,ρAl=1.0×10-5 g/L)。
3.5 干扰离子的影响
测定了常见金属离子对铝测定的干扰。试验表明，当铝离子的含量为1.0×10-4g/L时，200倍的Mg2+和Mn2+，100倍的Zn2+、Ca2+、Ba2+、Hg2+、Pb2+和Cd2+，50倍的Ni2+，20倍的Cr2+和Sr2+，10倍的Co2+和Cu2+，5倍的Fe2+和Sn2+不干扰测定。同量的Be2+和Sb2+干扰严重，但由于这两种离子在饮用水中的含量很低，故不影响铝离子的测定。
3.6 样品的测定
样品加标试验结果见表1。表1表明该法分析数据可靠，加标回收率在97.3%～102.2%之间。
4 结论
建立了一种快速、简单、灵敏的直接检测水中铝的新方法。将铝试剂固定在阴离子交换树脂上，提高了测定铝离子的灵敏度和抗干扰能力。
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