[發明專利]利用MOFs為前驅體合成的N摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取裝置與應用

有效

• 申請號: 201810295915.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108435138B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張蘭;何雪;黃川輝
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/281;B01J20/30;C02F1/28;G01N30/02;G01N30/08;C02F101/36
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;李翠娥

本發明屬于固相微萃取技術領域，具體涉及一種利用MOFs為前驅體合成的N摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取裝置與應用。本發明先制備具有ZIF?67框架的N摻雜碳納米管，然后將其涂裹在預處理后的不銹鋼絲上，將該不銹鋼絲作為固相微萃取不銹鋼纖維，進一步構建萃取裝置。本發明保留了MOFs材料的框架，同時摻雜大量的N原子，能夠實現高效痕量萃取水體中的多氯聯苯；該裝置體積小、結構簡單、操作方便、成本低廉、方法重現性好，預處理完后的樣品分析方便，在分析領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于固相微萃取技術領域，具體涉及一種利用MOFs為前驅體合成的N摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取裝置與應用。

背景技術

金屬-有機框架化合物（MOFs）指以有機配體為連接體和以金屬離子或簇為節點，通過配位鍵組裝形成的具有周期性結構的配位化合物。由于MOFs材料具有超多孔結構以及金屬活性位點，在熒光、催化、氣體吸附與分離、質子導體、藥物運輸等方面具有潛在的應用價值，近十幾年來，發展非常迅速，大量結構新穎的MOFs被不斷的設計合成出來。利用MOFs為前驅體合成的N-摻雜的碳納米管保留了MOFs材料的骨架，而且富含大量的N原子，使得其既具有均一的框架，又具有穩定的結構。

固相微萃取（SPME）作為無溶劑抽樣技術在1990年由Pawliszyn和他的同事們第一次引入后，成為檢測環境污染物過程中最常用、最重要的前處理技術，集萃取、凈化、濃縮、預分離于一體。將SPME用于復雜基質中樣品的預處理，可直接對復雜基質進行萃取，無需進行離心、過濾等特別處理，有萃取效率高、快速、靈敏等優點，是一種簡單可靠、環境友好的樣品預處理技術。

利用MOFs為前驅體合成的N-摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取纖維裝置，其富含的N原子以及π-π鍵與多氯聯苯有很強的靜電與共軛作用，用于痕量分析水體中多氯聯苯。

發展內容

本發明的目的是提供一種利用MOFs為前驅體合成的N摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取裝置及其應用。本發明保留了MOFs材料的框架，同時摻雜大量的N原子，能夠實現高效痕量萃取水體中的多氯聯苯；該裝置體積小、結構簡單、操作方便、成本低廉、方法重現性好，預處理完后的樣品分析方便，在分析領域具有廣闊的應用前景。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的利用MOFs為前驅體合成的N-摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取裝置是一種制備的固相微萃取裝置，包括不銹鋼絲、微量進樣器針頭、注射膠塞、帶孔聚四氟乙烯蓋子、血清瓶、環氧樹脂、水浴鍋、磁粒子、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器等，富有MOFs(ZIF-67)的框架的類碳納米管，是一種富含N-摻雜的碳納米管，將其通過需具有超高耐溫性能的膠黏劑做支撐制備不銹鋼萃取纖維，操作簡單，比石英纖維更堅固，不容易斷，應用于水中多氯聯苯的痕量富集與檢測。

一種利用MOFs為前驅體合成的N摻雜的碳納米管涂層制備固相微萃取裝置的方法，包括以下步驟：

1）ZIF-67的制備；

2）制備具有ZIF-67框架的N摻雜碳納米管涂層：將ZIF-67顆粒分散在陶瓷中加熱到300-400 ℃，并在通H₂的管式爐中保持1-3 h，然后將該爐內的溫度進一步升溫到600-800 ℃，保持3-4 h；最后將爐子自然冷卻到室溫，將煅燒所得的材料用0.5-1.0 M硫酸浸泡過夜，除去被H₂還原的Co原子，即得到具有ZIF-67框架的N摻雜碳納米管；

3）不銹鋼絲預處理：

取一根不銹鋼絲，將前端3cm部分浸入氫氟酸中，置于40-70 ℃的水浴鍋中刻蝕10-30 min，剝離不銹鋼絲表面的保護膜，二次水與乙醇各洗三遍，晾干備用；

4）制備N摻雜的碳納米管涂層制備的固相微萃取不銹鋼纖維：