發(fā)布時間：2017-05-18 03:11

  本文關(guān)鍵詞：新型多孔復(fù)合物的制備及其吸附性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多孔材料因其尺寸可調(diào)的孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積在分析化學(xué)引起了極大關(guān)注。本文制備并表征了基于聚合離子液體和氮雜多環(huán)的多孔材料,將之作為吸附劑,結(jié)合固相萃取和磁性固相萃取,對其吸附性能進(jìn)行了研究。將聚(1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽)離子液體(Poly-(1-vinyl-3-butylimidazolium bromide),P[VBim]Br)和聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA)在堿性溶劑中反應(yīng),制備聚合離子液體基多孔復(fù)合物(P[VBim]Br-PAA),用掃描電子顯微鏡、傅利葉變換紅外光譜、熱重分析以及N2吸附-脫附實驗多種手段對合成的P[VBim]Br-PAA復(fù)合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。以有機磷農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、鄰苯二甲酸酯類、酚類和胺類等多種有機污染物以及無機陰離子為分析物,初步評價了P[VBim]Br-PAA復(fù)合物的吸附性能。結(jié)果表明該復(fù)合物作為新型吸附劑對多環(huán)芳烴具有最好的吸附效率。同時,以4種多環(huán)芳烴(菲、熒蒽、苊和芘)為目標(biāo)物,對P[VBim]Br-PAA復(fù)合物新型吸附劑的吸附等溫線和吸附動力學(xué)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:該吸附劑對菲、熒蒽和苊的吸附符合Freundlich吸附和二級動力學(xué)模型,而對芘的吸附符合Langmuir吸附和一級動力學(xué)模型。將P[VBim]Br與雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTf2N)進(jìn)行陰離子交換反應(yīng),得到陰離子為Tf2N-的聚合離子液體P[VBim]Tf2N。將P[VBim]Tf2N與PAA在堿性溶劑中反應(yīng),制備聚合離子液體多孔復(fù)合物(P[VBim]Tf2N-PAA),用掃描電子顯微鏡、傅利葉變換紅外光譜以及N2吸附-脫附實驗等手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。與P[VBim]Br-PAA復(fù)合物對比,該復(fù)合物的BET比表面積有所增加,且疏水性增大,解決了P[VBim]Br-PAA復(fù)合物在水中溶脹的問題。將P[VBim]Tf2N-PAA復(fù)合物作為固相萃取(Solid-phase extraction,SPE)吸附劑,結(jié)合HPLC,研究其對環(huán)境水樣中4種多環(huán)芳烴的萃取效能。對影響SPE效能的條件進(jìn)行優(yōu)化,包括吸附劑量、上樣流速、上樣體積、洗脫劑及洗脫劑體積。在優(yōu)化條件下,方法的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)在0.9879-0.9991之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.26-1.81%之間,萘、苊和菲的LOD(S/N=3)為0.01μg L-1,熒蒽的LOD為0.1μg L-1。建立的P[VBim]Tf2N-PAA-SPE-HPLC方法用于環(huán)境水樣測定時,加標(biāo)回收率在81.38-108.38%之間,RSD在3.21-0.60%之間,結(jié)果令人滿意,為環(huán)境水樣中多環(huán)芳烴的測定提供了一種新的測定方法。另外,對萃取劑的重復(fù)使用性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在使用8次后,P[VBim]Tf2N-PAA復(fù)合物作為吸附劑仍能保持較好的萃取效果。制備了二十六元六氮雜大環(huán)化合物Ph[26]-HAM,利用Ph[26]-HAM上氨基與γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷上環(huán)氧乙烷的開環(huán)反應(yīng),將Ph[26]-HAM固載在磁性顆粒表面,經(jīng)過層層組裝,制備Fe_3O_4@SiO2@(EPPS-Ph[26]-HAM)2磁性吸附劑。并用透射電鏡、傅利葉變換紅外光譜、熱重分析、振動樣品磁強計以及元素分析對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。將其作為吸附劑,對環(huán)境水樣中的酚類化合物(對苯二酚、苯酚、3-硝基酚、2,4-二甲苯酚、甲萘酚、雙酚A和2,4-二氯苯酚)進(jìn)行測定。對影響萃取效率的因素進(jìn)行優(yōu)化,包括組裝層數(shù)、吸附劑用量、吸附時間、解吸劑種類和體積等。優(yōu)化條件下,建立的Fe_3O_4@SiO2@(EPPS-Ph[26]-HAM)2-MSPE-HPLC方法的線性范圍良好,相關(guān)系數(shù)在0.9967-0.9996之間,重復(fù)測定5次的RSD在1.8-11.1%之間。將建立的方法應(yīng)用于環(huán)境水樣中酚的測定,RSD(n=3)小于7.6%,加標(biāo)回收率為30.3-90.0%。結(jié)果表明,建立的方法適用于實際水樣中酚類化合物的測定。
【關(guān)鍵詞】：聚合離子液體 氮雜大環(huán) 吸附劑 固相萃取 磁性固相萃取
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.4;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 現(xiàn)代樣品前處理技術(shù)12-13
• 1.2 多孔材料13
• 1.3 離子液體與聚合離子液體13-17
• 1.3.1 離子液體13-15
• 1.3.2 聚合離子液體15-17
• 1.3.2.1 ILs單體自由基共聚15
• 1.3.2.2 ILs自由基共聚15-16
• 1.3.2.3 ILs前體的離子聚合16-17
• 1.4 組裝與氮雜大環(huán)17-19
• 1.5 課題研究的目的與意義19-20
• 第二章 多孔聚合離子液體復(fù)合物的制備及其吸附性能研究20-36
• 2.1 實驗部分20-23
• 2.1.1 試劑與儀器20-21
• 2.1.2 色譜條件21
• 2.1.2.1 有機磷農(nóng)藥的色譜條件21
• 2.1.2.2 多環(huán)芳烴和鄰苯二甲酸酯的色譜條件21
• 2.1.2.3 酚類和苯胺類的色譜條件21
• 2.1.2.4 NO_3~-的色譜條件21
• 2.1.2.5 吸附熱力學(xué)和動力學(xué)性能評價時色譜條件21
• 2.1.3 多孔聚合離子液體復(fù)合物的制備21-23
• 2.1.3.1 1-乙烯基3丁基咪唑溴鹽的合成21-22
• 2.1.3.2 聚（1-乙烯基3丁基咪唑溴鹽）的合成22
• 2.1.3.3 聚丙烯酸的合成22
• 2.1.3.4 聚（1-乙烯基3丁基咪唑溴鹽）多孔復(fù)合物的合成22-23
• 2.2 P[VBim]Br-PAA復(fù)合物吸附性能研究23-24
• 2.2.1 吸附等溫線23
• 2.2.2 吸附動力學(xué)23-24
• 2.2.3 吸附過程24
• 2.3 結(jié)果與討論24-35
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)表征24-26
• 2.3.1.1 紅外光譜24-25
• 2.3.1.2 熱重表征25-26
• 2.3.1.3 掃描電鏡表征26
• 2.3.1.4 Zeta電位表征26
• 2.3.2 聚合離子液體復(fù)合物對不同分析物的吸附效果26-31
• 2.3.2.1 對有機磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯農(nóng)藥的吸附26-27
• 2.3.2.2 對多環(huán)芳烴的吸附27-28
• 2.3.2.3 對酚類物質(zhì)的吸附28
• 2.3.2.4 對苯胺類物質(zhì)的吸附28-29
• 2.3.2.5 對NO_3~-的吸附29-30
• 2.3.2.6 對鄰苯二甲酸酯的吸附30-31
• 2.3.3 聚合離子液體多孔復(fù)合物的吸附性能研究31-35
• 2.3.3.1 吸附等溫線31-33
• 2.3.3.2 吸附動力學(xué)33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 第三章 聚合離子液體復(fù)合物固相萃取性能研究36-50
• 3.1 實驗部分36-38
• 3.1.1 儀器與試劑36-37
• 3.1.2 色譜條件37
• 3.1.3 多孔聚合離子液體復(fù)合物的制備37-38
• 3.1.3.1 1-乙烯基3丁基咪唑溴鹽的合成37
• 3.1.3.2 聚（1-乙烯基3丁基咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺負(fù)離子鹽）的合成37
• 3.1.3.3 聚丙烯酸的合成37
• 3.1.3.4 P[VBim]Tf_2N與PAA的絡(luò)合反應(yīng)37-38
• 3.2 固相萃取過程38
• 3.3 結(jié)果與討論38-45
• 3.3.1 P[VBim]Tf2N-PAA復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征38-40
• 3.3.1.1 掃描電鏡38-39
• 3.3.1.2 紅外光譜39
• 3.3.1.3 N_2吸附-脫附表征39-40
• 3.3.2 吸附劑量對萃取效率的影響40-41
• 3.3.3 重復(fù)使用次數(shù)的優(yōu)化41
• 3.3.4 上樣流速對萃取效率的影響41-43
• 3.3.5 洗脫劑種類、體積及流速的優(yōu)化43-44
• 3.3.6 有孔與無孔P[VBim]Tf_2N-PAA復(fù)合物的對比44-45
• 3.4 方法評價45-47
• 3.5 P[VBim]Tf2N-PAA-SPE-HPLC-UV方法與其它測定PAHs方法的對比47-48
• 3.6 結(jié)論48-50
• 第四章 氮雜大環(huán)自組裝多孔磁性材料的制備與萃取性能研究50-68
• 4.1 實驗部分50-54
• 4.1.1 實驗儀器與試劑50-51
• 4.1.2 色譜條件51
• 4.1.3 氮雜大環(huán)組裝多孔磁性材料的制備51-54
• 4.1.3.1 Fe_3O_4的制備51
• 4.1.3.2 Fe_3O_4@SiO_2的制備51-52
• 4.1.3.3 Fe_3O_4@SiO_2的硅烷化處理52
• 4.1.3.4 二十六元六氮雜大環(huán)化合物的制備52
• 4.1.3.5 全氫化二十六元六氮雜大環(huán)化合物的制備52-53
• 4.1.3.6 Ph[26]-HAM鍵合至磁性顆粒表面53
• 4.1.3.7 組裝多層Ph[26]-HAM53-54
• 4.2 MSPE過程54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-64
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)表征55-58
• 4.3.1.1 紅外光譜55
• 4.3.1.2 透射電鏡55-57
• 4.3.1.3 振動樣品磁強計57
• 4.3.1.4 元素分析57-58
• 4.3.1.5 熱重分析58
• 4.3.2 組裝層數(shù)的優(yōu)化58-60
• 4.3.3 吸附劑量的優(yōu)化60
• 4.3.4 吸附時間的優(yōu)化60-62
• 4.3.5 解吸劑種類的優(yōu)化62
• 4.3.6 解吸劑體積的優(yōu)化62-64
• 4.4 方法評價64
• 4.5 實際樣品的測定64-66
• 4.6 Fe_3O_4@SiO_2@(EPPS-Ph[26]-HAM)_2-MSPE-HPLC與其它測定酚類化合物方法的對比66
• 4.7 結(jié)論66-68
• 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 個人簡歷77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭南峰;;有序介孔材料與石墨化納米點的自嵌入超組裝[J];物理化學(xué)學(xué)報;2016年03期

2 許新新;何麗君;蔡天培;游利琴;向國強;趙文杰;江秀明;;聚合離子液體固載石墨烯復(fù)合物的制備及固相萃取有機磷農(nóng)藥的研究[J];分析化學(xué);2015年06期

3 吳科盛;許恒毅;郭亮;梁語嫣;熊勇華;;磁性固相萃取在檢測分析中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];食品科學(xué);2011年23期

4 陳田;王濤;王道軍;趙建慶;丁曉春;吳士超;薛海榮;何建平;;功能化有序介孔碳對重金屬離子Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的選擇性吸附行為[J];物理化學(xué)學(xué)報;2010年12期

5 孔娜;鄒小兵;黃銳;陶進(jìn)轉(zhuǎn);魏欣e，

本文編號：375019