超交联有机聚合物hcps对多环芳烃类化合物的吸附性能研究.docx

超交联有机聚合物hcps对多环芳烃类化合物的吸附性能研究 多环芳烃（pahs）是一个以2个或更多环为特征的化合物，通过密度环的形式连接到水生生物、动物和人类。它对水生生物、植物和人类有致命、畸形和突变的特征。 目前，环境样品中PAHs的检测方法通常有气相色谱法，高效液相色谱法以及气相色谱-质谱法等 固相微萃取技术(SPME)是一种集采样、萃取、浓缩、进样于一体的新型萃取技术，已在环境及农业多领域得到广泛应用 本文以联苯为前驱体，二甲氧基甲烷为交联剂，三氯化铁为催化剂的实验条件下合成了HCP材料，并采用物理黏合法在不锈钢丝表面制备HCP-SPME涂层。在优化的条件下与高效液相色谱检测技术联用，成功地建立了一种测定河水及污水中蒽、菲和芘的新方法。 1 实验 1.1 、菲和麦克林的高效液相色谱仪 红外光谱仪(日本，岛津公司)；D8 Advance X射线衍射仪(德国，Bruker公司)；Quanta 600FEG扫描电镜(日本，FEI公司)；LC2030高效液相色谱仪(日本，岛津公司)。蒽、菲和芘(麦克林试剂(上海))的储备液分别溶于甲醇、乙醇制得；甲醇、乙醇、乙腈(色谱纯，Dikma公司)。 1.2 实验方法 1.2.1 hcp的制备 参照文献报道的方法 1.2.2 内烘干、内清洗 截取5 cm不锈钢丝，依次用氢氧化钠(1 mol/L)和盐酸(1mol/L)浸泡6 h，在用去离子水超声清洗后于100℃烘箱内烘干备用。称取100 mg HCP粉末于3 m L小瓶中，将不锈钢丝插入密封硅胶中，旋转1圈后，晾干10 s，在插入装有HCP粉末的小瓶中，旋转1圈后，晾干10 s后放于放入80℃烘箱中烘干30 min，重复此操作3次；将涂覆HCP的不锈钢丝放入150℃烘箱中老化3h，接着分别用丙酮、甲醇以及超纯水清洗10 min；用刀片刮去多余涂层，保留涂层的长度为2.0 cm后待用。 1.2.3 环境水的制备 环境水样选取河北邯郸河水和污水处理厂进口污水，离心后取上清液，用0.45μm滤膜过滤，收集滤液待用。 1.2.4 纤维涂层的制备 将制备的HCP-SPME纤维涂层插入装有5.0 m L样品溶液的样品瓶中，室温下搅拌30 min，搅拌速率为700 rpm。待吸附达到平后，将纤维涂层立即放入装有0.5m L乙腈的小瓶中，超声解吸10 min。最后，解析液经0.22μm滤膜过滤后待液相色谱分析。 1.2.5 流动相、色谱和紫外光谱 色谱柱：shim-pack GIST C18柱(4.6 mm×250 mm×5.0μm，日本岛津公司)，流动相：乙腈-水=(80︰20,v/v)，流速：1.0 m L/min，洗脱时间：15 min，紫外检测波长：251 nm，柱温：30℃，进样量：1.0μL。 2 结果与讨论 2.1 hcp-spme涂层的表征 通过扫描电镜(SEM)对HCP-SPME涂层表面形貌进行表征。如图1a和1b所示，HCP材料呈现多孔且多皱的形貌，而制备HCP-SPME涂层表面粗糙且多孔，这种结构有利于增加涂层表面与样品之间的接触面积，提高其萃取容量。此外，通过X射线衍射技术(XRD)探究了HCP的晶型结构。从图1c可以看出，XRD图中仅有一个宽衍射峰，说明制备的HCP材料是非晶态聚合物。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)来确定HCP的特征官能团。从图1d可以看出，在1580 cm 2.2 萃取条件优化 为获得最佳的萃取效率，对影响HCP-SPME萃取效率的相关重要条件如萃取时间、搅拌速度、解吸溶剂类型、用量和解吸时间进行了优化。在实验中，以质量浓度为500μg/L目标物标准混合溶液考察其优化条件。 2.2.1 spme萃取时间的确定 实验考察了萃取时间(5～60 min)对目标物萃取效率的影响。如图2a所示，随着萃取时间的延长(5～30 min),3种PAHs的萃取效率随之增大，且当萃取时间为30 min时，其萃取效率基本达到了最高点，这说明SPME达到了吸附平衡。而进一步延长萃取时间(30～60 min)，萃取量没有明显地增加。因此，实验选择30 min作为SPME萃取时间。 2.2.2 萃取效率的确定 考察了搅拌速度(500～900 rpm)对目标物萃取效率的影响(见图2b)。结果发现，当搅拌速度达到800 rpm时，萃取效率最大。而增加搅拌速度为900 rpm，萃取效率略微有些下降。因此，实验中搅拌速度选择为800 rpm。 2.2.3 最佳解吸用量的确定 实验中对甲醇、乙腈和丙酮作为解吸剂进行研究。结果表明，乙腈的解吸效果最佳。因此，选择乙腈为解吸剂。其次，对乙腈的用量进行了考察研究，实验发现，当乙腈的使用量为0.4 m L时，萃取效率最大，所以实验选择0.4 m L乙腈作为解吸剂用量。 2.2.4 萃取效率的稳定性 实验考