基于交联有机聚合物的固相微萃取纤维的制备及其在环境水样中污染物残留测定中的应用

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世界工业化进程的加快,排放的各类污染物对人类赖以生存的环境造成巨大破坏,其中以有机物污染最为严重,如城市和工业区附近土壤、水体的污染日益加剧。其中多环芳烃、有机氯农药、邻苯二甲酸酯类等有机污染物,可直接被人体摄入,对人体健康造成巨大威胁,因此环境中污染物的痕量检测显得尤为重要。但是由于有机污染物在环境中存在浓度较低,基质复杂,传统技术的局限性等缺点,对分析工作者和样品前处理技术提出了更大的挑战。固相微萃取(SPME)集采样、萃取、富集、进样于一体,且操作简单,环境友好,被广泛应用于食品、环境样品分析。本研究合成了三类多孔有机聚合物用于固相微萃取涂层,并与气相色谱、气相色谱质谱相结合,建立了环境水样中多环芳烃、邻苯二甲酸酯等污染物的检测方法。1.以苯为原料,二甲氧基甲烷为交联剂,通过原位编织法制备多孔有机聚合物(KBF),随后将KBF与多壁碳纳米管(MWCNT)复合,制备了 MWCNT-KBF复合材料。采用MWCNT-KBF作为新型固相微萃取纤维涂层,与气相色谱-火焰电离检测相结合,建立了水样中多环芳烃(PAHs)的测定方法。实现了较高的富集倍率(483-2066)、较低的检测限(0.04-0.12 μgL-1)、良好的线性范围(0.13-50μg L-1)和良好的重现性(4.2%-10.2%)。七种多环芳烃的方法回收率在80.1%-116.3%之间,平行实验5次下的相对标准偏差(RSDs)在3.5%-11.9%之间。此方法被成功应用于河流、池塘、雨水和废水中的多环芳烃测定。2.通过四苯乙烯(TPE)与1,4-双(氯甲基)苯(BCMB),4,4’-双(氯甲基)-苯(BCMBP)和氰尿酰氯(CC)之间的Friedel-Crafts烷基化反应,构建了三种超交联聚合物(HCP)。合成的HCP用作SPME涂层材料,用于萃取水样中的邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)。优化了相关实验参数,包含萃取时间、萃取温度、离子强度、搅拌速率、解析条件。该方法检测限较低(0.003-0.033 μgL-1),线性范围广(0.01-10μg L-1)和五次平行实验下重复性良好(RSD,4.1-9.3%)。基于HCPs的SPME方法已成功应用于环境水和瓶装水样品中8种PAEs的测定,回收率从75.3%到116%。3.以2,4,6-三(溴甲基)亚甲基苯为烷基化剂,分别与三苯基苯、四苯基乙烯和对四联苯为芳香族单体,通过Friedel-Crafts反应合成了三种通过C-C键连接的多孔有机骨架(POF),分别为POF1,POF2,POF3。制备的POF被用作固相微萃取涂层材料,通过直接浸入法萃取并与气相色谱质谱法(GC/MS)相结合,用于环境水样品中多环芳烃(PAHs)及其衍生物(氧化的PAHs和硝化的PAHs)的萃取富集。研究了影响萃取效率的关键因素,包括萃取时间、萃取温度、搅拌速率、离子强度和解析条件。待测分析物的检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别在2.5-24.8 ng L-1和7.5-74.4 ng L-1范围内。加标样品的回收率在73.1-112.3%之间,五次平行实验下的RSD小于13.0%。该方法用于水样中九种多环芳烃及其衍生物的同时测定,具有良好的准确性和可靠性。
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