[发明专利]固相萃取多环芳烃吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种固相萃取多环芳烃吸附剂及其制备方法。以二甲苯为溶剂，有机碱为缚酸剂，将π‑hole键供体分子通过与胺基反应键合到硅胶上，制得π‑hole键功能化固相萃取吸附剂。该吸附剂能与多环芳烃的π电子体系形成π‑hole键，从而达到对多环芳烃高效、选择性的吸附。与传统的碳十八烷烃键合硅胶吸附剂相比，该吸附剂对多环芳烃的富集效率更高，能有效的吸附水中和有机体系中的多环芳烃，可以为水中及土壤、食品等固体样品中的多环芳烃检测的提供高效的样品前处理技术。

技术领域

本发明涉及多环芳烃检测技术领域，具体而言，是一种固相萃取多环芳烃吸附剂及其制备方法。

背景技术

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）是分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物，主要来源于煤、石油、烟草等有机物的不完全燃烧，广泛存在于水体、食品、空气、土壤等介质中，人体可以通过呼吸、消化、皮肤接触等途径暴露，具有致癌、致畸、致突变和生殖发育毒性，已被各国列为优先控制的污染物。因此，检测环境样品中多环芳烃的含量对保护人群健康具有重要意义，由于环境中多环芳烃具有较低含量且环境样品基质复杂，所以对多环芳烃进行纯化和富集是提高多环芳烃检测灵敏度和准确性的关键。

目前，检测多环芳烃的样品前处理技术主要是固相萃取技术(Solid PhaseExtraction, SPE)，SPE是利用固体吸附剂将目标分析物从溶剂中吸附出来，与样品基质和干扰物分离，然后再洗脱出分析物，达到分离、富集和净化样品的目的，具有可靠、高效、溶剂用量少等优势。而吸附剂的选择是固相萃取技术的核心，决定了固相萃取方法的选择性和灵敏度。对于疏水性的多环芳烃，传统上采用碳十八烷烃键合硅胶C18为固相萃取吸附剂，利用疏水作用对样品进行纯化和富集，这种方法在富集待测物，降低基底对检测信号的影响上起到了一定成效，但是单纯靠疏水作用进行纯化富集，选择性还是相对较差且作用力也较弱。目前，围绕多环芳烃的吸附材料研发出一系列的吸附剂，如：C30键合硅胶、石墨烯、碳纳米管、金属有机框架MOFs、分子印迹聚合物等，但这些吸附剂的设计都是基于疏水作用及π-π作用将多环芳烃吸附，如果能将作用更强且具有分子识别功能的非共价作用力引入固相萃取多环芳烃中，将会极大的提高对其提纯和富集的能力。

发明内容

本发明的目的在于进一步提高多环芳烃富集能力，从而提供一种固相萃取多环芳烃吸附剂及其制备方法。

为解决以上技术问题，根据本发明的一个方面，提供的一种固相萃取多环芳烃吸附剂，是由π-hole键供体分子通过与胺基反应键合到硅胶上获得，结构式如下：

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根据本发明的另一方面，提供一种制备以上所述的固相萃取多环芳烃吸附剂的方法，在氮气气氛下，于二甲苯溶剂中，加入胺基键合硅胶和π-hole键供体分子，并加入缚酸剂有机碱以促进反应进行，硅胶上键合的胺基与π-hole键供体分子的摩尔比为1：（2-5），硅胶上键合的胺基与有机碱的摩尔比为1：（1-3）；加热至110-140℃反应18-48小时，制得产品。

进一步地，所述的π-hole键供体分子选自2-溴-七氟萘、2-氯-七氟萘、2-碘-七氟萘、2-甲酰氯七氟萘或2-甲酸七氟萘中的一种。

进一步地，所述的有机碱是三乙胺或吡啶。

进一步地，加热至130℃，反应24h，制得产品。

进一步地，将制得的产品依次用甲醇、二氯甲烷、正己烷洗涤，待洗涤溶剂挥干后进行真空干燥。

进一步地，待洗涤溶剂挥干后置于真空干燥箱中，60℃真空干燥12h。