新型固相微萃取纤维束的研制及其萃取性能研究

作     者：裴苗 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄晓佳

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：纤维束固相微萃取 聚离子液体 整体材料 聚(氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵-co-二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯) 聚(3-丙烯酰胺苯硼酸/乙烯基咪唑-co-二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯) 石墨烯 

摘      要：固相微萃取(solid phase microextraction,SPME)技术集萃取、净化和富集于一体,是样品前处理的重要手段之一。由本组设计开发的基于整体材料纤维束固相微萃取技术(multiple monolithic fibers SPME,MMF-SPME)结合了 SPME 和多孔整体材料的双重优势,具有操作简便、原材料丰富、萃取容量高、易化学改性等诸多优点,能够实现对目标物的快速高效富集。本研究制备了三种基于整体材料的新型萃取介质,并结合MMF-SPME技术,与高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)联用,建立了环境、食品和生物样品中痕量有机污染物的灵敏分析方法。具体研究内容如下:(1)为有效萃取环境水体和生物样品中的酚类雌激素内分泌干扰物,制备了基于聚(氯化N-三甲基-4-乙烯基苄基铵-co-二乙烯基苯/乙二醇二甲基丙烯酸酯)聚离子液体整体材料纤维束。通过优化聚合溶液中单体、交联剂以及致孔剂的比例,制备得到具有理想物理强度和萃取性能的整体材料纤维束,同时结合红外光谱、扫描电镜、元素分析等表征手段对材料进行表征。在最佳萃取条件下,建立了可用于环境水样和人体尿液中酚类雌激素的MMF-SPME-HPLC-DAD分析检测方法。所建方法的线性范围为0.1～200.0μg/L,线性相关性较好(R20.99),方法的检出限(limit of determination,LOD)范围为 0.01 1～0.065μg/L,定量限(limit of quantification,LOQ)范围为0.036～0.21 μg/L。同时,样品的加标回收率和实验重现性良好,说明所建方法具有较好的实际应用价值。(2)研究以3-丙烯酰胺苯硼酸和乙烯基咪唑为功能单体,以二乙烯基苯和乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,制备得到一种具有双功能单体的整体材料,并将该材料作为MMF-SPME的吸附剂(MMM/MMF)。由于该材料含有丰富的官能基团,可通过B-N、π-π、偶极-偶极等多重相互作用力实现对磺酰脲类除草剂的有效萃取。通过优化单体/交联剂和单体混合物/致孔剂的比例,得到机械强度和萃取性能俱佳的吸附剂材料,利用一些表征手段对材料的表面性质和内部结构进行表征,同时优化了萃取参数。将MMM/MMF-SPME与HPLC-DAD相结合,建立了环境水体和土壤样品中磺酰脲类农药残留的灵敏检测方法。方法验证结果表明,所建方法具有较宽的线性范围和良好的线性相关性。目标物在水样和土壤样品中的LODs值分别为0.018～0.17 μg/L和0.14～1.23 μg/kg,LOQs值分别为0.061～0.44 μg/L和0.45～4.06 μg/kg。日内日间重现性实验的相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)在1.3～9.9%之间。此外,将本方法应用于环境水体和土壤样品中痕量磺酰脲类除草剂残留的测定中,取得了令人满意的样品加标回收率和实验重现性结果。(3)为增大吸附剂材料的比表面积,制备了掺杂石墨烯的整体材料纤维束(VEGN/MMF)。通过优化石墨烯在聚合溶液中的含量,得到萃取性能最佳的吸附剂材料。选择苯氧羧酸类除草剂为目标物,建立了可有效检测环境水样和大米样品中苯氧羧酸类除草剂的高效检测方法。所建方法的线性范围较宽,线性相关性良好,在水样和大米样品中,目标物的LODs分别为0.093～0.12μg/L和0.36～0.66μg/kg,LOQs分别为0.31～0.41 μg/L和1.18～2.27 μg/kg,实际样品加标回收率在70.7～118%之间,能够满足环境和食品中痕量苯氧羧酸类除草剂残留的分析检测。