本发明专利技术属于化学分析测试仪器设备领域，涉及一种新型的海藻酸聚合物包覆的Ｃ１８硅烷修饰的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］磁性纳米固相萃取剂，该萃取剂兼得纳米材料的大比表面积，磁性材料的磁分离能力，Ｃ１８强萃取能力，海藻酸聚合物良好的亲水性以及离子通道和体积排阻功能，非常适合大规模大体积水样品的批预处理。选择烷基酚类，酞酸酯类，多环芳烃类，全氟类污染物等作为水样中常见污染物的代表。５００ｍＬ环境水样品中使用０．１ｇ萃取剂，对于这几类有机污染物的萃取效率均能达到８５％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学分析测试仪器设备领域，涉及一种新型的海藻酸聚合物包覆 的C18硅垸修饰的Fe304纳米固相萃取剂，将它作为样品前处理材料，来富集大 体积环境水样中有机污染物。
技术介绍
本
的背景和发展现状大致如下固相萃取是目前应用广泛的较新型 的环境样品前处理方法。固相萃取具有萃取时间短、回收率高、富集倍数高和试 剂消耗少等优点。纳米材料具有高的比表面积和卓越的吸附性能，但由于纳米粒 子过细，进行上述固相萃取上样过柱存在困难。C18硅胶是一种常用的固相萃取 材料，而具有超顺磁性的C18修饰的磁性纳米Fe304 (Fe304@C18)近年来也被 用来萃取有机污染物，但由于Fe304@C18具有很强的疏水性，使之很难在 水溶液中稳定的分散，难以达到实现从大体积的水样中萃取目标污染物的目的。 为了克服这一缺点，在Fe304@C18的表面包覆一层亲水性的海藻酸聚合物，得 到一种内层为疏水性的C18，外层为亲水性海藻酸聚合物的新型固相萃取材料。 内层的C18萃取水样中的目标物，外层的海藻酸聚合物一方面提供亲水性的表 面，使得萃取材料在水溶液中稳定的分散，另一方面，由于海藻酸聚合物是一种 多孔性的聚阴离子，使这种材料具有离子通道和体积排阻功能，小分子的目标污 染物能够自由出入海藻酸聚合物层，而腐殖酸和蛋白质等大分子物质由于静电斥 力和体积排阻，不能够进入C18层。海藻酸聚合物层的特点使这种新型材料 能从复杂的环境基质中萃取目标污染物而不受干扰。无外加磁场时，制得的纳米 材料能很好的分散水溶液中不会团聚，在当加入外加磁场的后，吸附了有机污染 物的磁性纳米颗粒能快速沉降到烧杯底部，克服了一般纳米材料固相萃取时上样 阻力较大和纳米萃取剂与母液分离困难的缺点。沉降下来的纳米材料用少量的有 机溶剂乙腈洗脱，将洗脱液浓縮到0.5mL后进液相色谱测定目标物浓度。制备 的海藻酸聚合物包覆的Fe304@C18纳米材料保留了强的超顺磁性，稳定性好， 可应用于各种不同pH值的环境样品的预处理。 I. J. Bruce, T. Sen. Langmuir 21 (2005) 7029-7035. H. H. Hsiao, H. Y. Hsieh, C. C. Chou, S. Y. Lin, A. H. J. Wang, K. H. Khoo. Journal of Proteome Research 6 (2007) 1313-1324. H. Y. Shen, Y. Zhu, X. E. Wen, Y. M. Zhuang. Anal. Bioanal. Chem. 387 (2007) 2227-2237. B. Fugetsu， S. Satoh， T. Shiba, T. Mizutani, Y. B. Lin, N. Terui, Y. Nodasaka et al. Environ. Sci.Technol. 38 (2004) 6890-6896.
技术实现思路
本专利技术制得的海藻酸聚合物包覆的Fe304@C18磁性纳米固相萃取剂，兼得 了纳米材料的大比表面积，磁性材料的磁性分离能力，C18的强萃取能力，海藻 酸聚合物良好的亲水性以及其离子通道和体积排阻功能。制备时通过选择合适的 合成条件，在Fe304表面修饰一层C18硅垸得到Fe304@C18，再用Ba^交联海 藻酸使得在Fe304@C18表面形成一层海藻酸聚合物。制得的纳米材料具有很好 的亲水性，能够在水溶液中稳定的分散。要从水样中萃取目标物，只需将制得的 纳米固相萃取剂分散在水溶液中，无须调节酸度和加入其它添加剂，静置5分钟 后磁分离即可完成萃取的过程。因此，海藻酸聚合物包覆的Fe304@C18磁性纳 米固相萃取剂在大体积环境样品中有机污染物的富集分离方面有很好的应用前學与现有的传统的固相萃取材料样品前处理方法相比，该萃取剂具有以下优点1. 萃取剂用量少，萃取效率高。目前普遍使用固相萃取剂为粒径较大(几十甚 至几百微米)，其比表面积较小，萃取容量较低，萃取穿透体积和富集倍数就 较小；制备的海藻酸聚合物包覆的Fe304(^C18纳米材料粒径为十几纳米，表 面积大，萃取容量高，表面吸附力强。2. 环境友好。在固相萃取过程中，不消耗任何有机溶剂，不在水样中引入任何 有毒有害的物质，对环境友好。3. 操作简便、萃取速度快。 一方面，由于纳米材料粒径小，路径短，因此平衡 速度快；另一方面，制得的磁性纳米材料有很好的超顺磁性，仅仅使用一个 外加的强磁场，5分钟之内就能实现萃取剂与母液快速完全分离。磁性纳米 材料克服了一般纳米材料固相萃取时上样阻力较大，费时费力的缺点，非常 适合大规模大体积水样品的批预处理。4. 能从复杂实际水样中萃取目标物而不受干扰。海藻酸聚合物的离子通道和体 积排阻功能，使得环境介质中常见的腐殖酸和蛋白质等大分子物质不能够进 入C18层影响萃取效率。5. 成本低廉，制备简单。制备过程中用到的主要原料为FeCly6H20、FeClr4H20、 十八垸基三乙氧基硅烷和海藻酸钠，价格低廉，购买方便。6. 稳定性好，可再生和重复利用。吸附在纳米材料上的目标物能够很容易的用 少量有机溶剂洗脱下来，而修饰的C18层和包覆的海藻酸聚合物层不会被破 坏，可以用于下一水样的萃取。因此，海藻酸聚合物包覆的Fe304⑥C18磁性 纳米固相萃取剂具有可更新性，在一定程度上克服一般固相萃取固定相使用4寿命短和萃取精密度差的缺点。在完成本专利技术的过程中，我们选择选择垸基酚类污染物双酚A(BPA)、壬 基酚(4-OP)、辛基酚(4-NP)，酞酸酯类污染物酞酸正丙酯(DPP)、酞酸正丁酯 (DBP)、酞酸环己酯(DCP)、酞酸正辛酯(DOP),多环芳烃类污染物菲(PHE)、芘 (PYR)、苯并蒽(BaA)、苯并芘(BaP)，全氟类污染物全氟辛酸(PFOA)、全氟辛 烷磺酸(PFOS),等作为水样中常见污染物的代表。对海藻酸聚合物包覆的 Fe304@ C18磁性纳米固相萃取剂的各项性能指标进行了反复测试，具有很好 的稳定性。500mL环境水样品中仅仅使用O.lg萃取剂，对于这几种有机污染 物的萃取率均能达到85%以上，对自来水、井水、河水、污水处理厂入口水等 环境水样品的加标回收结果令人满意，分析结果的重现性RSD^10y。。在外加 磁铁的作用下，萃取剂与环境水样品在5min内即可实现完全分离。附图说明图l.海藻酸聚合物包覆的Fe304@C18磁性纳米材料的合成示意图。 具体实施例方式对海藻酸聚合物包覆的Fe304@C18磁性纳米固相萃取剂制备方法详细可分 为三步 一、纳米氧化铁的制备。首先将2.0 g FeCl3'6H20和5.2 g FeCl2'4H20 和0.85 mL浓盐酸溶解于25 mL预先经N2脱气的水溶液中；在剧烈的机械搅拌 下，将以上溶液逐滴滴加到250 mL 1.5 mol/LNaOH水溶液中，滴加完后继续搅 拌反应0.5小时；反应结束后，利用外加磁场将制得的磁性纳米颗粒分离出来。 二、 Fe304@C18的制备。将得到的Fe304磁性颗粒用无水乙醇清洗两遍，再用甲 苯清洗两遍，然后分散到80mL甲苯中，加入lmL十八烷基三乙氧基硅烷，搅 拌均匀，置于本文档来自技高网...
【技术保护点】
制备了一种具有独特理化性质的纳米材料－－海藻酸聚合物包覆的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］＠Ｃ１８磁性纳米固相萃取剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡亚岐，张升晓，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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