一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法及其在水体中多氯丁二烯和多氯苯分析中的应用。以双氰胺为基体，二氧化硅为模板，通过混匀烘干及简单的高温煅烧制备得到多孔氮化碳材料；通过溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于痕量有机污染物检测
，具体涉及一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法及其在水体中多氯丁二烯和多氯苯分析中的应用。

技术介绍

[0002]多氯丁二烯和多氯苯具有高毒性和强迁移能力等特性，经过多年的生产和释放对世界上部分生态和水体环境造成了污染，进而影响生物和人类健康，其中六氯丁二烯、五氯苯和六氯苯均被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的受控名单中。因此，迫切需要对水体中多氯丁二烯和多氯苯进行分析检测，了解其赋存特征，以便后续展开对这些污染物的生态/生物效应和污染控制研究。
[0003]环境样品分析方法主要分为样品前处理和仪器分析两部分。对于水体中的有机污染物，通常前处理部分包括萃取、净化和浓缩等步骤。目前常用的萃取技术包括液液萃取和固相萃取。而这两种萃取方法存在着操作时间长，无法快速大批量处理样品等缺点，同时还会使用大量有机溶剂，对操作人员健康和环境都会造成很大影响。
[0004]而固相微萃取技术可以将提取、浓缩和进样集为一体，能够大大减少分析时间，且在保持每一次萃取条件一致的情况下，能够有效保证回收率的稳定性。这项技术已在环境分析领域有广泛的应用。开发对目标分析物有高亲和力的新型材料作为固相微萃取涂层一直是该技术发展的研究热点之一。碳基材料具有良好的水分散性、多功能表面改性、高强度和高比表面积，在固相微萃取领域逐渐受到重视。仪器检测方面常采用气相色谱
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质谱联用法，该技术对目标物的选择性及灵敏度高，能够对目标物进行准确地定性和定量。
[0005]综上，建立一种基于多孔氮化碳固相微萃取与气相色谱
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质谱(GC
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MS) 联用的分析方法，可以实现对于水体中多氯丁二烯和多氯苯简便高效的检测。同时可为水体中这两类持久性有机污染物的污染特征研究、污染水平监测以及后续控制措施提供技术保障，具有重要的实际应用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法和建立水体中多氯丁二烯和多氯苯的多孔氮化碳固相微萃取
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气质联用分析方法。该专利技术通过简单通用的合成方法制备得到了具有多孔结构、高温热稳定性好、萃取效率高的多孔氮化碳固相微萃取纤维。同时建立的分析方法操作简单、精密度高、检测限低、重现性好在去除杂质的同时能保证较好的回收率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008](1)以双氰胺为基体，二氧化硅水溶液中的二氧化硅为模板，在混匀烘干后煅烧，再用氢氟酸洗去二氧化硅并经后处理(洗涤、干燥、研磨)制得多孔氮化碳材料；
[0009](2)采用多孔氮化碳材料制备溶胶
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凝胶溶液，经刻蚀后的不锈钢针竖直插入溶胶
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凝胶溶液中转圈，晾干，操作重复多次，之后烘干得多孔氮化碳固相微萃取纤维。
[0010]本专利技术以双氰胺为基体，二氧化硅为模板，通过混匀烘干及简单的高温煅烧制备得到多孔氮化碳材料；通过溶胶
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凝胶法将制得的多孔氮化碳材料涂覆到不锈钢针上，制成固相微萃取纤维。基于这种多孔氮化碳固相微萃取纤维，通过与气相色谱相色谱
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质谱(GC
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MS)联用实现了在实际水体样品中多氯丁二烯和多氯苯的分析检测。本专利技术制得的固相微萃取纤维具有多孔结构且高温稳定性良好、萃取效率高。同时建立的水体中多氯丁二烯和多氯苯检测方法具有方便、快捷、线性范围宽、精确度高、检测限低、重现性好等优点。
[0011]步骤(1)中，所述的双氰胺与二氧化硅水溶液为3～8g：1～5mL，所述的二氧化硅的粒径为8～20nm，进一步优选为，所述的双氰胺与二氧化硅水溶液为5g：2.75mL，所述的二氧化硅的粒径为12nm，。
[0012]混匀在70～80℃水浴条件下进行，进一步优选混匀在75℃水浴条件下进行。
[0013]步骤(1)中，煅烧的条件为：2～8℃/min速率升温至520～580℃，并持续加热2～6h；进一步优选，5℃/min速率升温至550℃，并持续加热4h。
[0014]步骤(1)中，用氢氟酸洗去二氧化硅的条件为：用质量百分数3～8％氢氟酸超声浸泡16～30h，进一步优选，用5wt％氢氟酸超声浸泡24h。
[0015]步骤(2)中，采用多孔氮化碳材料制备溶胶
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凝胶溶液，具体包括：
[0016]将多孔氮化碳材料、二氯甲烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、三甲基硅氧烷混匀再向体系中加入，三氟乙酸水溶液混匀，得到溶胶
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凝胶溶液。
[0017]步骤(2)中，所述的多孔氮化碳材料、二氯甲烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、三甲基硅氧烷、三氟乙酸水溶液(95％，v/v)的用量之比为40～60 mg：80～120μL：80～120μL：80～120μL：40～60μL，进一步优选为50mg： 100μL：100μL：100μL：50μL。
[0018]溶胶
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凝胶溶液由50mg多孔氮化碳材料、100μL二氯甲烷、100μL羟基封端的聚二甲基硅氧烷、100μL三甲基硅氧烷，50μL三氟乙酸水溶液 (95％，v/v)涡旋混匀制得。
[0019]步骤(2)中，不锈钢针刻蚀具体包括：
[0020]不锈钢针针尖浸入王水中刻蚀3～8min，然后用去离子水超声清洗20～50 min。
[0021]步骤(2)中，经刻蚀后的不锈钢针竖直插入溶胶
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凝胶溶液中转7～15 圈，晾干0.5～3min，此操作重复8～15次。
[0022]步骤(2)中，烘干的条件：以90～120℃烘干10～14h，进一步优选，以100℃烘干12h。
[0023]所述的制备方法制备的多孔氮化碳固相微萃取纤维在水体中多氯丁二烯和多氯苯的分析检测应用，固相微萃取纤维解吸温度为240～260℃，解吸时间为3～8min，进一步优选，固相微萃取纤维解吸温度为250℃，解吸时间为5min。
[0024]水体中多氯丁二烯和多氯苯的多孔氮化碳固相微萃取前处理方法，加水样体积为35mL，加氯化钠为7.0g。
[0025]水体中多氯丁二烯和多氯苯的多孔氮化碳固相微萃取前处理方法，水浴温度为20℃，磁力搅拌速率为2300r/min，萃取时间为45min。
[0026]具体地，一种多孔氮化碳固相微萃取纤维，包括以下步骤：
[0027](1)制备多孔氮化碳材料：
[0028](a)在75℃水浴条件下，边搅拌(500r/min转速)边向烧杯中依次加入25mL去离子水、5g双氰胺和2.75mL二氧化硅水溶液(粒径12nm)。直至溶液凝固，然后转移至烘箱以75℃
继续干燥30min。
[0029](b)将干燥后的固体研磨至呈粉末状后将其转移至带盖坩埚中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以双氰胺为基体，二氧化硅水溶液中的二氧化硅为模板，在混匀烘干后煅烧，再用氢氟酸洗去二氧化硅并经后处理制得多孔氮化碳材料；(2)采用多孔氮化碳材料制备溶胶
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凝胶溶液，经刻蚀后的不锈钢针竖直插入溶胶
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凝胶溶液中转圈，晾干，操作重复多次，之后烘干得多孔氮化碳固相微萃取纤维。2.根据权利要求1所述的多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的双氰胺与二氧化硅水溶液为3～8g：1～5mL，所述的二氧化硅的粒径为8～20nm，。3.根据权利要求1所述的多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，煅烧的条件为：2～8℃/min速率升温至520～580℃，并持续加热2～6h。4.根据权利要求1所述的多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，用氢氟酸洗去二氧化硅的条件为：用质量百分数3～8％氢氟酸超声浸泡16～30h。5.根据权利要求1所述的多孔氮化碳固相微萃取纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用多孔氮化碳材料制备溶胶
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凝胶溶液，具体包括：将多孔氮化碳材料、二氯甲烷、羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海燕，胡林锐，郭辰琦，曾滔，宋爽，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：