一种氧化镁微球在环境水样中的应用方法技术

本发明专利技术涉及氧化镁微球在环境水样中的应用，具体地说是一种利用氧化镁微球作为固相萃取吸附剂用于富集环境水样中多环芳烃的方法，采用干法填充固相萃取空管，然后通过优化固相萃取过程(柱平衡、上样、淋洗、洗脱)中的各实验参数，包括修饰剂的种类(甲醇、异丙醇、丙酮……)和浓度(0-30％)，洗脱溶剂种类(二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯……)，上样体积(10-250mL)，上样流速(1.0-10.0mL/min)，从而获得最佳优化条件，最后将此方法应用于环境水样中多环芳烃的富集。该发明专利技术具有操作简单、成本低廉、环境友好、效率较高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化镁微球在环境水样中的应用，具体地说是一种利用氧化镁微球作为固相萃取吸附剂用于富集环境水样中多环芳烃的方法。
技术介绍
多环芳烃是指分子中含有两个或两个以上苯环的芳烃，其主要来源于森林火灾和火山爆发。在人类的生产和生活环境中，煤矿、木柴、烟叶以及汽油、柴油、重油等各种石油馏份的燃烧、烹饪以及废弃物焚烧等均可造成环境中多环芳烃的污染。此外，煤的汽化和液化过程、石油的裂解过程也可产生多环芳烃。由于这类化合物具有较强的致癌、致畸变特性，美国环境保护署已经将16种多环芳烃列为优先控制污染物，同时由于这类化合物具有的非极性结构使得它们在水中的含量极低，为了增加其在分离分析中的灵敏度，亟需要强有力的富集和萃取技术。目前，很多文献报道了利用固相萃取技术富集各种环境样品中的多环芳烃，比如水体、土壤和大气。然而，由于在固相萃取过程中需要使用非极性有机溶剂，导致样品基质中的腐殖酸和酯类对此类物质的痕量分析产生很大干扰，因此，越来越多的分析工作者开始发展新型的固相萃取吸附剂，比如改性硅胶、多壁碳纳米管、十八烷基官能化的磁性氧化铁以及分子印迹聚合物。Junk等人以十八烷基化的硅胶作为固相萃取吸附剂，考察了对于 2-3环的多环芳烃的富集效果，平均回收率可达到80-89%。Kicinski等人在此基础上，系统的考察了该吸附剂对饮用水中2-6环的多环芳烃的富集效果，结果表明对于2-3环的多环芳烃，其回收率为16-70%，而对于4-6环的多环芳烃，其回收率可达到71-90%。为了进一步改善回收率，Kiss和Busetti等人先后尝试了 S印-Pak C18和StrataE，均取得了更好的富集效率，其平均回收率均达到80%以上。除此之外，Li等人将疏水性更强的C30接枝到硅胶表面，以此作为吸附剂萃取环境样品中分子量较大的多环芳烃，解决了固相萃取技术在富集大分子多环芳烃时回收率较低的问题。近来，Krupadam等人以16种多环芳烃为模板分子成功制备出对其有较好选择性的分子印迹聚合物，并获得了理想的结果。Liu等人则合成出十八烷基官能化的磁性氧化铁微球，利用磁作用力实现了快速富集，避免了固相萃取管的使用。但是，这些吸附剂在使用时也存在一些不足一方面，有些固相萃取吸附剂的制备过程比较复杂、成本相对较高；另一方面，硅胶基质吸附剂的适用范围为PH = 2-8， 碱性条件将不利于其在应用中发挥作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于发展一种制备方法简单，选择性好、富集效率高的新型吸附剂， 并且该吸附剂不受碱性条件的限制。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是利用氧化镁微球作为固相萃取吸附剂用于富集环境水样中多环芳烃，将氧化镁微球通过干法填充到固相萃取柱的柱管内(6mL)，于柱管的上下两端分别垫置与柱管内径相匹配的过滤筛板；上样前，先对该固相萃取柱进行柱平衡，然后将待测溶液以一定的流速通过该固相萃取柱，之后用去离子水淋洗，待淋洗完毕再用洗脱溶剂把待测物质洗脱下来，最后使用高效液相色谱进行分析测定。值得注意的是如下几点(1)将氧化镁微球装入固相萃取柱之前，先使用分子筛对氧化镁微球进行筛分，选择粒径小于320目的氧化镁微球，从而使得所用氧化镁微球粒径更加均勻(2)上样前，首先分别使用非极性有机溶剂、有机修饰剂以及体积比为0-30%的有机修饰剂的水溶液对该固相萃取柱进行柱平衡，目的是为了尽可能地除去固相萃取吸附剂中含有的杂质；然后向待测水样中加入有机修饰剂，使体系内的有机修饰剂的体积比为 0-30%，该有机修饰剂可以是甲醇、异丙醇、丙酮、乙腈中的一种或多种。(3)上样时，将待测水溶液以一定的流速通过该固相萃取柱后，使用去离子水淋洗，待淋洗完毕，使用真空泵将固相萃取管内的水分充分抽干，防止残留的水分对下一步洗脱过程产生影响。(4)使用的洗脱溶剂是非极性有机溶剂，可以是二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯中的一种或多种。在进入高效液相色谱分析之前，应先使用氮气对含有目标分析物的洗脱溶液进行吹扫，尽量减少分子量较小的多环芳烃在此过程中的损失，然后使用极性溶剂(体积含量80%乙腈的水溶液)定容。本专利技术具有如下优点与其他吸附剂相比，比如硅胶基质、分子印迹聚合物以及十八烷基官能化的磁性氧化铁等，氧化镁微球作为一种固相萃取吸附剂，(1)制备简单，成本低廉使用无机盐作为反应物通过简单的晶种诱导沉淀法即可制备；(2)环境相对友好使用较少的有机修饰齐U，从实施例2、3、4中可以看出5%的有机溶剂效果非常显著；(3)选择性好氧化镁微球对于富电子的化合物，例如多环芳烃具有较好的保留作用，因为氧化镁表面的氧空穴可以与富电子化合物的η电子产生强烈的相互作用；(4)富集效率高，尤其是该填料在不使用任何修饰剂的前提下，可以获得比硅胶基质更高的回收率；(5)该填料在碱性条件下具有较好的稳定性(其等电点为12)。附图说明图1为采用本专利技术方法，通过调节甲醇含量获得的几种多环芳烃的回收率对比图。图2为采用本专利技术方法，通过调节丙酮含量获得的几种多环芳烃的回收率对比图。图3为采用本专利技术方法，通过调节异丙醇含量获得的几种多环芳烃的回收率对比图。图4为采用本专利技术方法，通过调节洗脱溶剂的种类获得的几种多环芳烃的回收率对比图。图5为采用本专利技术方法，通过调节上样体积获得的几种多环芳烃的回收率对比图。图6为采用本专利技术方法，通过调节上样流速获得的几种多环芳烃的回收率对比图。表1为采用本专利技术方法富集环境样品中的多环芳烃获得的回收率。 具体实施例方式(1)多环芳烃标准溶液的配制菲(PHEN，0. 28 μ g mL—1)，蒽(ANTH，0. 22 μ g mL—1)， 芘(PYR,0. 72 μ g ml/1)，苯并芘(BaP,0. 33 μ g ι Γ1)，1，2，3，4-二苯并蒽(DIBA,0. 24 μ g mL"1) ο (2)待测水样的配制分别将ImL多环芳烃标准溶液和适当体积的有机修饰剂，用去离子水定容至不同的体积，使有机修饰剂的体积比为0-30%。(3)固相萃取柱的制备选择粒径小于320目的氧化镁微球通过干法填充到固相萃取空管内，上下分别垫置配套的过滤筛板。(4)柱平衡依次使用非极性有机溶剂、有机修饰剂以及体积比为0-30%的有机修饰剂的水溶液对该固相萃取柱进行柱平衡，目的是为了除去固相萃取吸附剂中含有的杂质。(5)上样将待测水样以一定的流速通过该固相萃取柱。(6)淋洗用3mL去离子水淋洗，除去保留或者吸附的极性化合物。待淋洗完毕，使用真空泵将固相萃取管内的水分充分抽干，防止残留的水分对下一步洗脱过程产生影响。(7)洗脱使用5mL非极性有机溶剂对目标分析物进行洗脱，该有机修饰剂可以是二氯甲烷、正己烷、乙酸乙酯中的一种或多种。(8)分析测定待分析物被洗脱完毕后，使用小气流氮气将洗脱溶液吹至100 μ L， 减少分子量较小的多环芳烃在此过程中的损失，然后使用极性溶剂(含80%乙腈的水溶液)定容后进入高效液相色谱进行分析。实施例1 将200mg氧化镁微球通过干法填充到固相萃取空管(6mL)内，上下分别垫置配套的过滤筛板。上样前，分别使用二氯甲烷、甲醇、水对固相萃取柱进行平衡；然后将ImL PAHs 标准溶液用去离子水稀释至20mL(含菲14yg/L、蒽11 μ g/L、芘31. 5 μ g本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氧化镁微球在环境水样中的应用方法，其特征在于：利用氧化镁微球作为固相萃取吸附剂用于富集环境水样中的多环芳烃，将氧化镁微球通过干法填充到固相萃取柱的柱管内，于柱管的上下两端分别垫置与柱管内径相匹配的过滤筛板；上样前，先对该固相萃取柱进行柱平衡，然后将待测水样以一定的流速通过该固相萃取柱，之后用去离子水淋洗，待淋洗完毕再用洗脱溶剂把待测物质洗脱下来，最后使用高效液相色谱进行分析测定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金静，李云，卢宪波，倪余文，陈吉平，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91