【摘要】：固相萃取(SPE)是目前最常使用的樣品前處理方法,集富集、分離于一步,且富集因子高、萃取速率快、儀器簡單、操作便捷、溶劑用量少,適于多種介質(zhì)如空氣、水、生物樣品中痕量有機(jī)化合物的前處理。本論文圍繞固相萃取新材料的制備及環(huán)境水樣中痕量多環(huán)芳烴(PAHs)的分析應(yīng)用開展工作,制備了2種基于Fe3O4的核殼結(jié)構(gòu)磁納米粒子(MNPs),在Fe3O4磁納米粒子表面引入芴基和膽固醇官能團(tuán),通過π-π相互作用和疏水作用實現(xiàn)了對PAHs的選擇性富集;首次將泡沫金屬作為SPE材料,通過修飾多巴胺和C18長鏈烷基,構(gòu)建了對PAHs有選擇性萃取能力的SPE材料。具體研究內(nèi)容如下:一、制備了芴基功能化的核-殼結(jié)構(gòu)磁納米粒子,并用透射電鏡,振動樣品磁力計以及紅外光譜對樣品進(jìn)行了表征。制得的MNPs平均直徑為200 nm。Fe3O4@Si O2@Flu具有良好的穩(wěn)定性和吸附能力,表面含有豐富的π電子,能通過π-π相互作用對PAHs進(jìn)行選擇性富集。采用該材料作為固相萃取吸附劑,開展了環(huán)境水樣中16種被美國環(huán)境保護(hù)署(U.S.EPA)列為優(yōu)先污染物的PAHs的萃取富集。對影響萃取效率的主要因素,如吸附劑質(zhì)量、解吸溶劑、樣品體積以及萃取時間等進(jìn)行了優(yōu)化。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)檢測了水樣中的PAHs。結(jié)果表明該吸附劑可用于水中痕量PAHs的分析。檢測限(LOD)為0.5-4.0 ng/m L,重復(fù)性分別用日內(nèi)和日間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行衡量,其結(jié)果在13.1%以內(nèi)�；厥章蕿�96.0-106.7%。二、建立了針對飲用水中16種PAHs分析的磁固相萃取-頂空進(jìn)樣氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法(HS-GC-MS)。在包硅的Fe3O4 MNPs表面先鍵合3-氨丙基三乙氧基硅烷,再包上一層膽固醇制備得到膽固醇功能化的磁納米粒子,通過膽固醇對平面分子的識別能力以及疏水作用實現(xiàn)對PAHs的選擇性富集。實驗考察了吸附劑的穩(wěn)定性,優(yōu)化了影響萃取和頂空效率的幾個主要因素,包括吸附劑質(zhì)量、萃取時間,頂空平衡溫度和時間。結(jié)合頂空進(jìn)樣,MSPE過程簡單、快速、環(huán)保,整個過程不使用有機(jī)溶劑。經(jīng)優(yōu)化后,選取10 mg吸附劑,5 min萃取時間,180oC頂空平衡溫度以及60 min頂空時間作為分析條件,所有的分析物在0.5-100ng/L濃度范圍內(nèi)呈較好的線性,檢測限為0.02-0.49 ng/m L。三、通過表面原位氧化自聚合反應(yīng),制備了聚多巴胺修飾的3D泡沫鎳(NF-PDA)吸附材料,并用掃描電鏡、能譜分析以及X-光電子能譜(XPS)進(jìn)行表征。NF-PDA具有較大的比表面積和孔體積,多巴胺的包涂率較高。聚多巴胺層的π-π電子、-OH、以及缺電子醌結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了對PAHs的選擇性吸附能力。實驗優(yōu)化了幾個影響萃取過程的主要因素,如吸附劑質(zhì)量,解吸溶劑,樣品體積以及萃取時間等。結(jié)果表明NF-PDA對PAHs具有較高的吸附能力。最后,通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對實際水樣(自來水、河水以及廢水)中的16種PAHs進(jìn)行檢測,回收率為89.6-97.5%,RSD低于7.3%,檢測限達(dá)到2.3-16.5 ng/L。四、制備了十八烷基修飾的3D泡沫鎳(NF-C18),并結(jié)合固相萃取和GC-MS分析了水樣中的16種PAHs污染物。C18是SPE中最常見的烷基鍵合材料,因其優(yōu)良的分離能力,較好的穩(wěn)定性和較長的循環(huán)使用壽命而廣泛用作SPE材料。NF-C18通過原位硅烷化和烷基化兩步反應(yīng)制備而成,并經(jīng)掃描電鏡、紅外光譜以及XPS進(jìn)行了表征。詳細(xì)研究了影響萃取過程的重要因素,如吸附劑質(zhì)量、解吸溶劑、樣品體積以及萃取時間等。建立了實際水樣中PAHs的SPE-GC-MS方法。
【圖文】：

SPE步驟

4發(fā)展，廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品以及藥物分析領(lǐng)域。圖1.2 不同的SPME裝置[13]：（A）纖維針；（B）管內(nèi)；（C）薄膜；（D）磁性粒子（E）管尖；（F）攪拌棒。此后，發(fā)展了幾種新型 SPME 裝置，主要包括管內(nèi) SPME（in-tube SPME）（如圖 1.2（B））、薄膜 SPME（如圖 1.2（C））、磁性粒子為吸附劑的固相微萃取技術(shù)（如圖 1.2（D））、管尖 SPME（in-tip SPME）（如圖 1.2（E））、攪拌棒吸附萃�。ㄈ鐖D 1.2（F））等。管內(nèi) SPME 是將萃取相涂敷在熔融石英毛細(xì)管內(nèi)壁[31]，樣品溶液通過毛細(xì)管柱時進(jìn)行萃取。毛細(xì)管內(nèi)徑小、涂層薄、流速快、時間短且效率高，適用于痕量分析物的萃取檢測；薄膜 SPME 主要是用于萃取、分析被嚴(yán)重污染的樣品中的待測組分。嚴(yán)重污染的樣品容易造成石英纖維萃取頭的損壞，而中空纖維膜能防止石英纖維上的萃取涂層受到破壞。這種纖維膜作為固相微萃取石英纖維的同心護(hù)套，，可以阻止高分子物質(zhì)的通過，但允許待測物質(zhì)分子自由擴(kuò)散，同時也能從復(fù)雜的液體基質(zhì)中萃取出高沸點(diǎn)物質(zhì)；管尖 SPME 是近年來新發(fā)展起來的一項 SPME 技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X830;O658.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 臧曉歡;吳秋華;張美月;郗國宏;王志;;分散液相微萃取技術(shù)研究進(jìn)展[J];分析化學(xué);2009年02期

2 傅若農(nóng);;近年國內(nèi)固相萃取-色譜分析的進(jìn)展[J];分析試驗室;2007年02期

本文編號：2630930