咪唑類離子液體鍵合硅膠萃取材料的制備及其對(duì)水環(huán)境中PAHs的分析應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-08-21 00:04
【摘要】:隨著我國(guó)工業(yè)化程度的飛速提高,水體中多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的污染日益加劇。PAHs具有三致作用,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康危害巨大。因此,多環(huán)芳烴污染的防治與檢測(cè)都是環(huán)保工作的重中之重。固載離子液體結(jié)合了離子液體和載體材料的雙重優(yōu)勢(shì),近年來(lái)在化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本論文合成了3種烷基咪唑離子液體,通過(guò)直接反應(yīng)法將離子液體修飾到硅膠顆粒表面,制備出3種新型功能化固相萃取材料,并將它們制備成固相萃取小柱,應(yīng)用于環(huán)境水樣中PAHs的萃取。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)結(jié)合傳統(tǒng)的“一步合成法”和無(wú)水無(wú)氧技術(shù),合成得到了具有硅烷氧基的離子液體1-十六烷基-3-三乙氧基丙基硅烷咪唑溴鹽(1-hexadelyl-3-triethoxy propylsilyl-imidazoliumbromide,[HDTIm]Br)和1-十八烷基-3-三乙氧基丙基硅烷咪唑溴鹽(1-octadecyl-3-triethoxypropylsilyl-imidazolium bromide,[ODTIm]Br),并利用陰離子交換反應(yīng)進(jìn)一步得到了離子液體1-十六烷基-3-三乙氧基丙基硅烷咪唑四氟硼酸鹽(1-hexadecyl-3-triethoxy propylsilyl-imidazolium tetrafluoroborate,[HDTIm]BF4)。采用核磁共振、紅外光譜和元素分析等技術(shù)對(duì)離子液體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,所得數(shù)據(jù)都表明成功合成了目標(biāo)離子液體。(2)利用硅烷氧基的高反應(yīng)活性,成功地將3種離子液體鍵合到硅膠顆粒表面,制備出3種新型的離子液體修飾硅膠材料:[HDTIm]Br-SiO2、[ODTIm]Br-SiO2和[HDTIm]BF4-SiO2。并對(duì)材料進(jìn)行了紅外光譜、熱重、比表面積和掃描電鏡等表征分析。譜圖結(jié)果表明離子液體成功地鍵合于硅膠材料表面。(3)將3種離子液體修飾硅膠用作固相萃取材料制備成SPE小柱,以15種多環(huán)芳烴為研究對(duì)象,高效液相色譜-熒光技術(shù)聯(lián)用,建立了 PAHs的SPE-HPLC-FLD分析方法。對(duì)固相萃取的洗脫劑種類,洗脫液用量,洗脫流速等條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,除萘外,3種SPE材料對(duì)PHAs都有很好的富集效果,回收率能達(dá)60%-120%,總體來(lái)講,富集過(guò)PAHs的材料[HDTIm]Br-SiO2,用乙腈洗脫效果比較好,對(duì)[ODTIm]Br-SiO2和[HDTIm]BF4-SiO2,洗脫劑用乙酸乙酯較好,而洗脫劑的最佳用量都為1OmL,洗脫流速為 1mL/min。(4)在最優(yōu)條件下,考察了三種材料對(duì)新鄉(xiāng)市西湖水和牧野湖水中PAHs的富集效果,檢測(cè)到了低環(huán)數(shù)的多環(huán)芳烴,除萘外,其它PAHs都有滿意的加標(biāo)回收率,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%。實(shí)驗(yàn)還對(duì)三種材料對(duì)PAHs的萃取吸附效果進(jìn)行對(duì)比,得到對(duì)高環(huán)數(shù)的PAHs而言,碳鏈較長(zhǎng)的[ODTIm]Br-SiO2的吸附性能較好,而對(duì)低環(huán)數(shù)的PAHs,[HDTIm]Br-SiO2 則表現(xiàn)出更好的吸附性。同時(shí),[HDTIm]Br-SiO2 和[HDTIm]BF4-SiO2 的吸附性能相比,親脂性更強(qiáng)的[HDTIm]BF4-SiO2對(duì)高環(huán)數(shù)的PAHs的吸附效果更好。
【學(xué)位授予單位】:河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:O658.2;X832
【圖文】:
第二章咪唑類離子液體鍵合硅膠的制備與表征F的特征吸收峰。證明成功合成目標(biāo)離子液體[HDTIm]BF4。逡逑,對(duì)1-癸基-3-甲基咪唑離子液體DMImBr、DMImBF4,邋DMImPFc,進(jìn)行,結(jié)果如圖2-12所示,在3000-2800邋cm-1波數(shù)范圍內(nèi)為C-H的伸縮振3170邋cm-1的吸收譜帶是由咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動(dòng)引起的,1577cm-1是咪唑環(huán)的骨架振動(dòng),1170邋cnr1附近是咪唑環(huán)的伸縮振動(dòng),1000邋cm-1以H面內(nèi)彎曲振動(dòng),1049cm-1歸屬于BF4—1的B-F的伸縮振動(dòng)。在824cm-〗PFJ中P-F的特征吸收峰。逡逑90逡逑
邐甲醉逡逑溶劑種類逡逑圖2-13反應(yīng)溶劑種類對(duì)DMImBF4和DMImPF6產(chǎn)率的影響逡逑(2)不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)離子液體DMImX(X為BF4%PF60產(chǎn)率的影響逡逑在不改變其它影響因素的條件下,實(shí)驗(yàn)選擇甲醇作溶劑,考察了反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)逡逑率的影響。結(jié)果如圖2-14所示。逡逑1O0邋-逡逑9邋邐0逡逑*邋OMImW*逡逑KO邋-邐■逡逑70邋-邐?’邐__一.逡逑.邐一邋J-—?.逡逑-逡逑t*Q邋-逡逑50邋-逡逑40邋-邐?逡逑1邐.2邐3邐4邐5邐6逡逑時(shí)間/天逡逑圖2-14反應(yīng)時(shí)間對(duì)DMImBF4和DMImPFf、產(chǎn)率的影響逡逑由圖2-14可知,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間分別為:丨天、3天、5天、7天時(shí),產(chǎn)物產(chǎn)率依次遞逡逑增,且當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到5大時(shí),離f液體DMImPF6產(chǎn)率達(dá)95.81%,隨著時(shí)間增加到7逡逑天,產(chǎn)率并沒(méi)有明顯的提高。而0MImBF4的產(chǎn)率隨時(shí)間增長(zhǎng)也逐漸增大,到第7天時(shí),逡逑21逡逑
硅膠的成功性。逡逑2.5.4離子液體修飾硅膠的熱重(TG)分析逡逑實(shí)驗(yàn)對(duì)活化硅膠及制得的3種離子液體進(jìn)行了熱重分析,圖譜見(jiàn)圖2-16。從圖中可逡逑以看出,在135邋°C之前,未被修飾的硅膠覓ift有3%左右下降,原因是硅膠樣品本身物逡逑理吸附水分和氣體等物質(zhì)的脫離,之后重量維持不變,在430邋°C-470邋°C之間曲線有些逡逑23逡逑
【學(xué)位授予單位】:河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:O658.2;X832
【圖文】:
第二章咪唑類離子液體鍵合硅膠的制備與表征F的特征吸收峰。證明成功合成目標(biāo)離子液體[HDTIm]BF4。逡逑,對(duì)1-癸基-3-甲基咪唑離子液體DMImBr、DMImBF4,邋DMImPFc,進(jìn)行,結(jié)果如圖2-12所示,在3000-2800邋cm-1波數(shù)范圍內(nèi)為C-H的伸縮振3170邋cm-1的吸收譜帶是由咪唑環(huán)上的C-H伸縮振動(dòng)引起的,1577cm-1是咪唑環(huán)的骨架振動(dòng),1170邋cnr1附近是咪唑環(huán)的伸縮振動(dòng),1000邋cm-1以H面內(nèi)彎曲振動(dòng),1049cm-1歸屬于BF4—1的B-F的伸縮振動(dòng)。在824cm-〗PFJ中P-F的特征吸收峰。逡逑90逡逑
邐甲醉逡逑溶劑種類逡逑圖2-13反應(yīng)溶劑種類對(duì)DMImBF4和DMImPF6產(chǎn)率的影響逡逑(2)不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)離子液體DMImX(X為BF4%PF60產(chǎn)率的影響逡逑在不改變其它影響因素的條件下,實(shí)驗(yàn)選擇甲醇作溶劑,考察了反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)逡逑率的影響。結(jié)果如圖2-14所示。逡逑1O0邋-逡逑9邋邐0逡逑*邋OMImW*逡逑KO邋-邐■逡逑70邋-邐?’邐__一.逡逑.邐一邋J-—?.逡逑-逡逑t*Q邋-逡逑50邋-逡逑40邋-邐?逡逑1邐.2邐3邐4邐5邐6逡逑時(shí)間/天逡逑圖2-14反應(yīng)時(shí)間對(duì)DMImBF4和DMImPFf、產(chǎn)率的影響逡逑由圖2-14可知,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間分別為:丨天、3天、5天、7天時(shí),產(chǎn)物產(chǎn)率依次遞逡逑增,且當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到5大時(shí),離f液體DMImPF6產(chǎn)率達(dá)95.81%,隨著時(shí)間增加到7逡逑天,產(chǎn)率并沒(méi)有明顯的提高。而0MImBF4的產(chǎn)率隨時(shí)間增長(zhǎng)也逐漸增大,到第7天時(shí),逡逑21逡逑
硅膠的成功性。逡逑2.5.4離子液體修飾硅膠的熱重(TG)分析逡逑實(shí)驗(yàn)對(duì)活化硅膠及制得的3種離子液體進(jìn)行了熱重分析,圖譜見(jiàn)圖2-16。從圖中可逡逑以看出,在135邋°C之前,未被修飾的硅膠覓ift有3%左右下降,原因是硅膠樣品本身物逡逑理吸附水分和氣體等物質(zhì)的脫離,之后重量維持不變,在430邋°C-470邋°C之間曲線有些逡逑23逡逑
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 曹秀玲;C_(18)鍵合硅膠用于堿性藥物的固相提取:殘留硅醇基離子相互作用的機(jī)理[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).藥學(xué)分冊(cè);1988年05期
2 江易揚(yáng);王立成;;苯基鍵合硅膠萃取黃酮化合物的性能研究[J];日用化學(xué)工業(yè);2017年10期
3 鄭明明;吳劍虹;駱丹;余瓊衛(wèi);馮鈺
本文編號(hào):2798624
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2798624.html
最近更新
教材專著