超交联有机聚合物hcps对多环芳烃类化合物的吸附性能研究

超交联有机聚合物hcps对多环芳烃类化合物的吸附性能研究

多环芳烃（pahs）是一个以2个或更多环为特征的化合物，通过密度环的形式连接到水生生物、动物和人类。它对水生生物、植物和人类有致命、畸形和突变的特征。目前，环境样品中PAHs的检测方法通常有气相色谱法，高效液相色谱法以及气相色谱-质谱法等固相微萃取技术(SPME)是一种集采样、萃取、浓缩、进样于一体的新型萃取技术，已在环境及农业多领域得到广泛应用本文以联苯为前驱体，二甲氧基甲烷为交联剂，三氯化铁为催化剂的实验条件下合成了HCP材料，并采用物理黏合法在不锈钢丝表面制备HCP-SPME涂层。在优化的条件下与高效液相色谱检测技术联用，成功地建立了一种测定河水及污水中蒽、菲和芘的新方法。1实验1.1、菲和麦克林的高效液相色谱仪红外光谱仪(日本，岛津公司)；D8AdvanceX射线衍射仪(德国，Bruker公司)；Quanta600FEG扫描电镜(日本，FEI公司)；LC2030高效液相色谱仪(日本，岛津公司)。蒽、菲和芘(麦克林试剂(上海))的储备液分别溶于甲醇、乙醇制得；甲醇、乙醇、乙腈(色谱纯，Dikma公司)。1.2实验方法1.2.1hcp的制备参照文献报道的方法1.2.2内烘干、内清洗截取5cm不锈钢丝，依次用氢氧化钠(1mol/L)和盐酸(1mol/L)浸泡6h，在用去离子水超声清洗后于100℃烘箱内烘干备用。称取100mgHCP粉末于3mL小瓶中，将不锈钢丝插入密封硅胶中，旋转1圈后，晾干10s，在插入装有HCP粉末的小瓶中，旋转1圈后，晾干10s后放于放入80℃烘箱中烘干30min，重复此操作3次；将涂覆HCP的不锈钢丝放入150℃烘箱中老化3h，接着分别用丙酮、甲醇以及超纯水清洗10min；用刀片刮去多余涂层，保留涂层的长度为2.0cm后待用。1.2.3环境水的制备环境水样选取河北邯郸河水和污水处理厂进口污水，离心后取上清液，用0.45μm滤膜过滤，收集滤液待用。1.2.4纤维涂层的制备将制备的HCP-SPME纤维涂层插入装有5.0mL样品溶液的样品瓶中，室温下搅拌30min，搅拌速率为700rpm。待吸附达到平后，将纤维涂层立即放入装有0.5mL乙腈的小瓶中，超声解吸10min。最后，解析液经0.22μm滤膜过滤后待液相色谱分析。1.2.5流动相、色谱和紫外光谱色谱柱：shim-packGISTC18柱(4.6mm×250mm×5.0μm，日本岛津公司)，流动相：乙腈-水=(80︰20,v/v)，流速：1.0mL/min，洗脱时间：15min，紫外检测波长：251nm，柱温：30℃，进样量：1.0μL。2结果与讨论2.1hcp-spme涂层的表征通过扫描电镜(SEM)对HCP-SPME涂层表面形貌进行表征。如图1a和1b所示，HCP材料呈现多孔且多皱的形貌，而制备HCP-SPME涂层表面粗糙且多孔，这种结构有利于增加涂层表面与样品之间的接触面积，提高其萃取容量。此外，通过X射线衍射技术(XRD)探究了HCP的晶型结构。从图1c可以看出，XRD图中仅有一个宽衍射峰，说明制备的HCP材料是非晶态聚合物。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)来确定HCP的特征官能团。从图1d可以看出，在1580cm2.2萃取条件优化为获得最佳的萃取效率，对影响HCP-SPME萃取效率的相关重要条件如萃取时间、搅拌速度、解吸溶剂类型、用量和解吸时间进行了优化。在实验中，以质量浓度为500μg/L目标物标准混合溶液考察其优化条件。2.2.1spme萃取时间的确定实验考察了萃取时间(5～60min)对目标物萃取效率的影响。如图2a所示，随着萃取时间的延长(5～30min),3种PAHs的萃取效率随之增大，且当萃取时间为30min时，其萃取效率基本达到了最高点，这说明SPME达到了吸附平衡。而进一步延长萃取时间(30～60min)，萃取量没有明显地增加。因此，实验选择30min作为SPME萃取时间。2.2.2萃取效率的确定考察了搅拌速度(500～900rpm)对目标物萃取效率的影响(见图2b)。结果发现，当搅拌速度达到800rpm时，萃取效率最大。而增加搅拌速度为900rpm，萃取效率略微有些下降。因此，实验中搅拌速度选择为800rpm。2.2.3最佳解吸用量的确定实验中对甲醇、乙腈和丙酮作为解吸剂进行研究。结果表明，乙腈的解吸效果最佳。因此，选择乙腈为解吸剂。其次，对乙腈的用量进行了考察研究，实验发现，当乙腈的使用量为0.4mL时，萃取效率最大，所以实验选择0.4mL乙腈作为解吸剂用量。2.2.4萃取效率的稳定性实验考察了不同解吸时间对萃取效率的影响，从图2c中所见，目标物的萃取效率在10min达到最大值，而继续增加解吸时间，其萃取效率趋于平稳。因此，实验选择10min为解吸时间。2.3线性关系的见表1在以上优化的萃取条件下，考察了本方法的分析性能。结果如表1所示，蒽、菲及芘分别在1.0～100μg/L,5.0～100μg/L和3.0～100μg/L范围内具有良好的线性关系(LR),r2.4实际样品的测定将所建立的方法分别用于实际湖水和污水处理厂污水中蒽、菲和芘的检测，并未发现3种PAHs的残留。同时进行了加标回收试验，图3为实际样品的色谱图。结果见表2，加标回收率为95.5%～98.2%，相对标准偏差(RSDs)低于5.2%，表明所建立的方法具有良好的精密度和准确度。此外，本方法与文献报道的方法对比数据见表3。对比研究发现，本方法的检出限和回收率均低于其他方法或与之相差不多，说明该方法分析性能优越，可满足实际环境水样中蒽、菲及芘残留的同时检测。3