多孔陽極氧化鋁基固相微萃取涂層的制備與應用.pdf

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

2、在其表面制備了多孔陽極氧化鋁涂層。經掃描電子顯微鏡表征，涂層表面具有規(guī)則的納米級多孔結構，孔徑在20~100nm之間。對比分析了陽極氧化條件對陽極氧化鋁涂層表面形貌和萃取能力的影響，并進一步研究涂層的萃取機理，實驗證明，涂層表面的多孔陣列結構使其擁有巨大的比表面積，進而為有機物分子的吸附提供了大量吸附位點。用于環(huán)境中多溴聯苯的萃取，并結合氣相色譜儀進行分離檢測。在優(yōu)化的實驗條件下，所制備的纖維在0.05~3μg·L-1的范圍內對5種多溴

3、聯苯化合物具有良好的線性，相關系數在0.9961~0.9984之間，檢出限低至0.006μg·L-1，單個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，對采集的長江水樣的加標回收率在85~115％之間。
　?。?）為了改善上述涂層的選擇性并進一步提高其萃取效率，在多孔陽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]）為交聯劑，通過熱引發(fā)自由基聚合反應在氧化鋁纖維表面原位聚合而成。在其中摻雜石墨烯，制得交聯聚合離子液體/石墨烯復合物（PILs-Gr）涂層。交聯劑的引入使該聚合離子液體涂層擁有很高的交聯度，增強了涂層的耐有機溶劑性能。石墨烯與聚合離子液體的結合，更進一步地增強了涂層材料與苯環(huán)化合物分子間的π-π共軛作用。用于環(huán)境中12種多氯聯苯的固相微萃取，與兩種商品化固相微

5、萃取涂層相比，該PILs-Gr表現出更強的萃取能力。在優(yōu)化的條件下，建立的SPME-GC方法在5~1000ng·L-1范圍內線性良好，檢出限在0.42~2.76ng·L-1之間，單個纖維與纖維間的精密度分別為2.39％~8.98％和4.75~10.63％。對長江水樣和垃圾中轉站土樣進行加標實驗，加標回收率分別在87.7~110.3％和67.5~118.7％之間。
　?。?） 為了在多孔陽極氧化鋁纖維表面創(chuàng)造更多活性位點，

6、增強涂層與有機分子之間的疏水作用，使用化學氧化聚合法在多孔陽極氧化鋁表面沉積聚苯胺（PANI），制得聚苯胺沉積物涂層。經多次萃取實驗發(fā)現，使用這種化學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構。涂層用于環(huán)境中12種多氯聯苯的固相微萃取，利用聚苯胺與多氯聯苯之間的疏水作用和π-π共軛作用，該聚苯胺涂層對其具有較高的萃取效率。實驗結果表明，該方法在0.05~2.5μg·L-1范圍內有良好的線性，