[發(fā)明專利]一種共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層的簡單快速制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810371337.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108543519B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)m;馬文德;林子俺;劉薇;童萍;林藝芬;李巧梅;黃川輝
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/20;G01N30/08
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;林文弘

本發(fā)明提供了一種共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層的簡單快速制備方法及應(yīng)用，在石英纖維上快速形成共價(jià)有機(jī)骨架化合物涂層。整個(gè)合成過程所需裝置極其簡單；方法是：把石英纖維胺基功能化，讓表面胺基功能化后浸漬研磨好的材料前驅(qū)體，重復(fù)上述操作幾次后經(jīng)過簡單烘培、清洗涂層即可獲得。本發(fā)明合成方法操作簡單、所需裝置少、無需有機(jī)溶劑，利用該方法可以快速制備耐高溫、耐溶劑、耐酸堿、高比表面、孔徑可控、厚度可控的共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層。之后應(yīng)用該萃取涂層對水中環(huán)境污染物多氯聯(lián)苯進(jìn)行富集偶聯(lián)氣象色譜?質(zhì)譜進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)具有很好的富集效果，表明在環(huán)境等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層的簡單快速制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

固相微萃取技術(shù)（SPME）是1990年由加拿大Pawliszyn教授首次提出的一種快速樣品預(yù)處理技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，固相微萃取技術(shù)實(shí)現(xiàn)了富集、分離、檢測一體化，大大縮短了樣品前處理的時(shí)間和簡化了繁瑣的樣品前處理操作流程，大大減少了對有機(jī)溶劑的使用。具有高靈敏度、操作過程簡單、成本低等特點(diǎn)，可用于快速有效地分析樣品中痕量有機(jī)物。SPME的諸多優(yōu)點(diǎn)使其被應(yīng)用在環(huán)境、食品、生物等各個(gè)領(lǐng)域。目前商品化的纖維涂層主要有聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB)、聚丙烯酸酯（PA）等高分子及其復(fù)合材料涂層。這些商品化萃取纖維已被廣泛應(yīng)用，但仍然存在一些不可避免的挑戰(zhàn)。例如，熱穩(wěn)定和耐溶劑穩(wěn)定性差、涂層選擇有限、價(jià)格昂貴等局限性。為了攻克以上不足，近年來越來越多的研究者們致力于開發(fā)新型的、具有性能優(yōu)良的SPME纖維涂層。

共價(jià)有機(jī)骨架（Covalent-Organic Frameworks，COFs）材料，是由一種或兩種，甚至多種有機(jī)配體通過共價(jià)鍵相互作用自組裝形成的多孔材料。這類材料具有高的比表面積、孔道尺寸可控、高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗溶劑穩(wěn)定性、抗酸堿性、可進(jìn)行后修飾等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前COFs也在分析化學(xué)鄰域中得到廣泛的運(yùn)用，比如在固相微萃取技術(shù)領(lǐng)域取得了很好的應(yīng)用和發(fā)展。目前制備COFs涂層方法有許多種，為了保證制備的固相微萃取的COFs涂層的均勻性和牢固性，利用原位生長COFs涂層是最為可靠的選擇。通常在纖維上原位合成COFs涂層不僅需要在毒性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑中合成，合成時(shí)間周期長，而且成功率低等存在許多缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，旨在提供一種簡單快速的共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取纖維涂層的制備方法。該固相微萃取纖維涂層的制備采用研磨、涂覆、烘焙等簡單操作流程，原位合成方法制備共價(jià)有機(jī)骨架（COFs）材料作為萃取纖維的涂層，合成方法簡單、無有機(jī)溶劑化、經(jīng)濟(jì)、節(jié)約時(shí)間、涂層厚度可控，使得合成性能良好的COFs涂層纖維成為可能，且制備的涂層具在環(huán)境污染物的前處理過程中發(fā)揮著優(yōu)異的作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層的簡單快速制備方法及將其應(yīng)用于樣品前處理的具體操作過程：

1. 一種共價(jià)有機(jī)骨架化合物固相微萃取涂層的簡單快速制備方法，其包括以下步驟：

1.1 石英纖維的預(yù)處理

（a）：取一根長度為20 cm，內(nèi)徑120 μm的石英纖維，將前端3 cm部分浸入丙酮溶液中10 min，剝除纖維表面的聚酰亞胺涂層，去離子水清洗三次，晾干；（b）：將裸露的石英部分浸入濃度為1 M的氫氧化鈉溶液中活化1 h，使表面暴露出大量的硅羥基，然后用去離子水洗三次，再浸入0.1 M的鹽酸溶液中15min，除去殘余堿液，去離子水清洗，直到纖維表面程中性，干燥備用；

1.2石英纖維的胺基功能化

將步驟1）預(yù)處理后的石英纖維浸于3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中24小時(shí)，取出后再在120℃下反應(yīng)30min，使石英纖維表面帶有大量胺基官能團(tuán)，最后用乙醇和水洗滌，干燥備用；