新型固相微萃取涂层在水环境污染物中的研究与应用

作     者：张望滨 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘薇;刘明华

授予年度：2021年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：环境污染物 固相微萃取 静电纺丝 有机无机杂化 气相色谱 

摘      要：由于我国对水环境中有机污染物的重视程度不足,导致有机污染物检测技术研究方面起步较晚,发展缓慢。其中,对这部分有机污染物含量的精确检测是当前环境污染物研究领域的重要方向。目前,一些功能化、复合杂化的新型环境材料在有机污染物富集检测方面得到了迅猛发展。本论文主要研究了3种新型材料,并将其应用于环境污染物的样品前处理及色谱检测当中,具体研究工作如下:1.开发了一种结合静电纺丝技术制备固相微萃取（Solid Phase Microextraction,SPME）涂层的方法,将掺杂了CN的静电纺丝纳米纤维薄膜（Electrospinning Nano Fibrous Membrane,ENFM）裹附到石英纤维上用作SPME纤维涂层,将其与气相色谱技术相结合,对水样基质中20种有机氯农药（Organochlorine Pesticides,OCPs）进行富集检测分析。扫描电镜图显示所制备的CN-ENFM材料具有良好的分散性,静电纺丝纳米纤维里包裹着大量的CN纳米片,这也为后续的萃取实验提供了更大的比表面积。实验优化了涂层制备、萃取及解吸过程的一系列因素。在最优条件下,20种OCPs在水样基质中均呈现良好的线性,线性相关系数均不小于0.9910,其在水样基质中的检测限为0.1-100 pg/L。方法的回收率在69.9%-112.3%之间,相对标准偏差在3.0%-12.9%之间。2.以刻蚀的不锈钢丝为基底,以硝酸银、一水合柠檬酸、七水合硫酸亚铁、氯金酸等为原料,开发了一种以纳米金银花材料作为涂层的SPME纤维,并将其用于测定环境水样中的15种多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）。对影响SPME效率的一些因素进行了优化,最终方法的线性范围在0.10 ng/m L到20 ng/m L之间,检测限在0.02-0.15 ng/m L,相对标准偏差介于4.4%到11.5%之间。3.以17α-甲睾酮为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,甲苯为致孔剂,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为引发剂,以3种不同的POSS基化合物和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（Trimethylolpropane Trimethacrylate,TRIM）作为交联剂,制备得到不同的分子印迹聚合物材料。热重分析结果表明仅以MAA-POSS为交联剂制备而成的17α-甲睾酮印迹聚合物热稳定性有所增加,红外光谱分析结果证实了通过聚合反应MAA-POSS成功引入到TRIM/MAA-POSS MIP聚合物体系当中,实验进一步将MAA-POSS与TRIM进行不同比例掺杂,发现当MAA-POSS:TRIM=1:1时,所得到的印迹聚合物能够在保留较好热稳定性的同时,对5种蛋白同化激素仍具有较为良好的特异性吸附能力。