[发明专利]一种聚苯胺固相微萃取头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于水体中多氯联苯类、多环芳烃、酞酸酯类有机污染物的监测方法中前处理的固相微萃取头及其制备方法。

背景技术

样品前处理在样品分析过程中占有举足轻重的作用，直接关系到分析结果的灵敏度、可靠性和分析速度。环境样品浓度低，需要适当富集步骤。目前大多采用固相萃取，该技术装置简单，溶剂用量小，能进行自动控制和现场分析，但操作繁琐、基体影响大、空白值高、易堵塞吸附柱而导致重现性不够理想等，例如在操作过程中可能带入酞酸酯类的污染而造成对酞酸酯污染物的定量误差。近年来许多分析工作者采用固相微萃取技术(SPME)作为前处理技术。固相微萃取由Pawlizyn等于1989年提出，1992年实现了商品化。现已广泛应用于食品，环境，化工，法医等领域。SPME是一种对环境友好的绿色分析化学前处理技术，该技术集富集、浓缩、进样于一体，具有操作简便、不需溶剂、操作简便、基体影响小、灵敏度高、易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等优点。它已成为美国材料化学会推荐的标准方法。在环境分析化学中逐步得到广泛的应用。

SPME技术发展的关键是萃取头(纤维)的涂层，涂层的选择对于SPME方法选择和富集能力具有重要的影响，目前商品化头(纤维)有十几种可供选择，但目前商品化SPME头(纤维)主要存在以下问题：抗有机溶剂冲洗与耐pH、耐高温、耐盐的能力差，石英纤维易折断，使用寿命短(50～100次)，且价格昂贵，在一定程度上制约了SPME的发展。主要原因是商品化纤维采用物理浸渍的方法制备，涂层与基体结合不牢固。

发明内容

1.发明要解决的技术问题：针对现有的固相微萃取头使用寿命短且价格昂贵的问题，本发明提供一种聚苯胺固相微萃取头及其制备方法，制备得到的聚苯胺固相微萃取头用于多氯联苯，多环芳烃，酞酸酯的SPME的快速、简便、灵敏度高的绿色前处理。

2.技术方案：

原理：利用电化学的方法使苯胺单体在金属头(纤维)表面发生电化学聚合反应，通过调控涂层制备条件，从而在其表面形成具有萃取能力的聚合物涂层。一种聚苯胺固相微萃取头制备方法，其包括以下步骤：

(1)以金属丝前端0.5～1.5cm作工作电极，且直径100～120μm，以铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极；

(2)将以上电极放入电解液为0.2M苯胺-三氟乙酸(或三氟乙酸的水-乙腈)溶液中，采用循环伏安法，扫描速率不大于0.025mV/s；

(3)将经过步骤(2)所制备的萃取头在甲醇，乙醇，甲苯，二氯甲烷等有机溶剂中浸泡；

(4)125～150℃烘烤2～5h，200～280℃烘烤2～5h，即制得高效固相微萃取头。

步骤(1)中所述的金属丝为不锈钢丝。步骤(2)中的电解液为三氟乙酸溶液，且pH＜4。步骤(2)中采用循环伏安法时工作条件为：-0.2～1.2V，15～25mVs^-1。步骤(3)中，将制备好的萃取头在甲醇、乙醇、甲苯或二氯甲烷中浸泡1min～5min。

由上述方法制备得到的聚苯胺固相微萃取头。

3.有益效果：

本发明提供一种聚苯胺固相微萃取头及其制备方法，是采用聚苯胺直接电聚合在不锈钢丝基体上，聚苯胺与不锈钢丝之间通过化学键键合，比商品化的物理沉积法具有更好的物理稳定性。采用不锈钢丝代替石英纤维，机械强度更优越。价格低廉，苯胺原料易得。制备重现性好，采用电化学工作站精密控制各参数，容易实现商品化。聚苯胺在交联后，基本不溶于任何有机溶剂，且耐高温。采用三氟乙酸掺杂，获得了很高的萃取性能的涂层，比硫酸、盐酸、高氯酸、对甲苯磺酸等的萃取效率高，萃取效率高于商品化30m PDMS纤维，使用温度高于商品化30m PDMS。尤其地，该涂层的重现性非常好，且经过优化后，萃取效率很高，满足痕量分析的要求。

附图说明

图1为制备得到的聚苯胺固相微萃取头的扫描电镜(左：300倍，右：5000倍)；

图2为本发明制备得到的聚苯胺固相微萃取头与商品化30μm PDMS对六种多氯联苯化合物的萃取效率比较；

图3为制备得到的聚苯胺固相微萃取头对六种PCBs(浓度为6.66ppt)的萃取色谱图；

图4为制备得到的聚苯胺固相微萃取头对10种正构烷烃、菲、芘、邻苯二甲酸二丁酯(浓度为6.66ppb)的萃取色谱图。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：