多孔陽(yáng)極氧化鋁基固相微萃取涂層的制備與應(yīng)用.pdf

1、本論文工作分別利用電化學(xué)氧化法、原位交聯(lián)聚合法和化學(xué)氧化聚合法制備了三種基于多孔陽(yáng)極氧化鋁(PAA)的固相微萃取(SPME)涂層。選擇多氯聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯為環(huán)境代表性目標(biāo)分析物，使用所制備的 SPME纖維涂層對(duì)其進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)。研究了影響萃取效率的各種因素，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，結(jié)合氣相色譜儀(GC)的分離檢測(cè)，建立了針對(duì)環(huán)境樣品中兩種持久性有機(jī)污染物的 SPME-GC方法。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以金屬鋁絲為基底，采用二次陽(yáng)極氧化法

2、在其表面制備了多孔陽(yáng)極氧化鋁涂層。經(jīng)掃描電子顯微鏡表征，涂層表面具有規(guī)則的納米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，孔徑在20~100nm之間。對(duì)比分析了陽(yáng)極氧化條件對(duì)陽(yáng)極氧化鋁涂層表面形貌和萃取能力的影響，并進(jìn)一步研究涂層的萃取機(jī)理，實(shí)驗(yàn)證明，涂層表面的多孔陣列結(jié)構(gòu)使其擁有巨大的比表面積，進(jìn)而為有機(jī)物分子的吸附提供了大量吸附位點(diǎn)。用于環(huán)境中多溴聯(lián)苯的萃取，并結(jié)合氣相色譜儀進(jìn)行分離檢測(cè)。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，所制備的纖維在0.05~3μg·L-1的范圍內(nèi)對(duì)5種多溴

3、聯(lián)苯化合物具有良好的線性，相關(guān)系數(shù)在0.9961~0.9984之間，檢出限低至0.006μg·L-1，單個(gè)纖維和纖維與纖維間的精密度分別在2.6~8.2％和3.7~11.3％之間，對(duì)采集的長(zhǎng)江水樣的加標(biāo)回收率在85~115％之間。
　?。?）為了改善上述涂層的選擇性并進(jìn)一步提高其萃取效率，在多孔陽(yáng)極氧化鋁纖維表面引入了一種石墨烯摻雜的聚合離子液體涂層。該聚合離子液體以1-乙烯基-3-己基咪唑溴鹽（[VHIM]Br）離子液體作為單體

4、，雙-（3-乙烯基-1-咪唑）亞丁基二溴化鹽（[(VIM)2C4]2[Br]）為交聯(lián)劑，通過(guò)熱引發(fā)自由基聚合反應(yīng)在氧化鋁纖維表面原位聚合而成。在其中摻雜石墨烯，制得交聯(lián)聚合離子液體/石墨烯復(fù)合物（PILs-Gr）涂層。交聯(lián)劑的引入使該聚合離子液體涂層擁有很高的交聯(lián)度，增強(qiáng)了涂層的耐有機(jī)溶劑性能。石墨烯與聚合離子液體的結(jié)合，更進(jìn)一步地增強(qiáng)了涂層材料與苯環(huán)化合物分子間的π-π共軛作用。用于環(huán)境中12種多氯聯(lián)苯的固相微萃取，與兩種商品化固相微

5、萃取涂層相比，該P(yáng)ILs-Gr表現(xiàn)出更強(qiáng)的萃取能力。在優(yōu)化的條件下，建立的SPME-GC方法在5~1000ng·L-1范圍內(nèi)線性良好，檢出限在0.42~2.76ng·L-1之間，單個(gè)纖維與纖維間的精密度分別為2.39％~8.98％和4.75~10.63％。對(duì)長(zhǎng)江水樣和垃圾中轉(zhuǎn)站土樣進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收率分別在87.7~110.3％和67.5~118.7％之間。
　　（3） 為了在多孔陽(yáng)極氧化鋁纖維表面創(chuàng)造更多活性位點(diǎn)，

6、增強(qiáng)涂層與有機(jī)分子之間的疏水作用，使用化學(xué)氧化聚合法在多孔陽(yáng)極氧化鋁表面沉積聚苯胺（PANI），制得聚苯胺沉積物涂層。經(jīng)多次萃取實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用這種化學(xué)氧化聚合沉積的聚苯胺涂層也具有很高的穩(wěn)定性，不易脫落，這可能歸因于氧化鋁基底表面多孔結(jié)構(gòu)。涂層用于環(huán)境中12種多氯聯(lián)苯的固相微萃取，利用聚苯胺與多氯聯(lián)苯之間的疏水作用和π-π共軛作用，該聚苯胺涂層對(duì)其具有較高的萃取效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在0.05~2.5μg·L-1范圍內(nèi)有良好的線性，