[發明專利]一種多孔有機骨架涂層的SPME萃取纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 201910101077.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109621911A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 李忠月;張玉霞;劉昆;趙瑞奇
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/08
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發明涉及一種多孔有機骨架涂層的SPME萃取纖維及其制備方法，所述的SPME萃取纖維包括纖維載體和附著在其表面的涂層，載體纖維為所述表面羥基化的基底纖維，其中一端涂覆有涂層材料，所述涂層材料為PAF?41與膠的混合物。本發明的PAF?41是一種多孔有機骨架材料，其具有均勻的微孔結構，高的比表面積，高度的芳香性，其結構特點使其對芳香型的揮發性物質具有良好的親和力，可提高SPME的萃取效率，從而提高目標物檢測的靈敏度。

技術領域

本發明屬于樣品分析前處理技術領域，是分析化學與材料化學的交叉學科，具體涉及一種多孔有機骨架涂層的SPME萃取纖維及其制備方法。

背景技術

固相微萃取(Solid-phase microextraction,SPME)技術是集采樣、萃取、濃縮和進樣于一體的樣品前處理技術，已被廣泛應用到環境工程，生物工程，醫藥工程以及食品工程中。SPME技術的核心在于萃取纖維(或稱萃取纖維)，而萃取纖維的品質取決于萃取涂層對分析物的富集效率、選擇性及其穩定性，目前商品化的SPME纖維價格昂貴且種類有限，涂層的主要成分有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚丙烯酸(PA)，二乙烯苯(DVB)碳分子篩(CAR)等。為了提高SPME技術分析效果，研究者嘗試采用多種材料作為SPME萃取纖維的涂層，如：有機聚合物，離子液體，碳納米材料，分子印刷聚合物，介孔材料，金屬有機骨架材料，共價有機骨架材料等。其中，金屬有機骨架材料和共價有機骨架材料具有結構多樣且可調控，孔徑均一，比表面積大等特點，成為近年來SPME涂層的研究熱點。共價有機骨架材料是一種通過共價鍵連接有機結構基元構筑的多孔材料，與金屬有機骨架相比，通常具有更好的熱以及化學穩定性，能夠在更加惡劣的條件下使用，克服了金屬有機骨架材料的局限性。因此，作為SPME纖維的涂層材料，共價有機骨架材料是理想的選擇。但是現有技術沒有芳香型的共價有機骨架材料，因此開發一種具有對芳香型以及還有氨基的目標物有很強的富集能力的芳香型的共價有機骨架材料，具有重要意義。

發明內容

本發明旨在提供一種多孔有機骨架涂層的SPME萃取纖維及其制備方法，這種SPME萃取纖維具有很好的萃取效果，穩定性好，使用壽命長，對芳香型的揮發性物質有很強的富集能力，可以作為SPME樣品前處理方法的主要部件，可與氣相色譜，液相色譜，質譜等分析方法聯用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種多孔有機骨架涂層的SPME萃取纖維，包括纖維載體和附著在其表面的涂層，載體纖維的一端涂覆有涂層材料，所述涂層材料為PAF-41與膠的混合物。

優選地：所述的載體纖維包括石英纖維、玻璃纖維、不銹鋼纖維、具有不銹鋼內芯的石英毛細管或有不銹鋼內芯的玻璃毛細管。

優選地：所述的載體纖維為表面羥基化的基底纖維，其制備方法為：將纖維的一端浸泡到氫氧化鈉溶液中，然后，用鹽酸溶液中和多余的氫氧根離子，最后，纖維用去離子水清洗在空氣中干燥。

優選地：所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0.5-2mol·L^-1，所述的鹽酸溶液的濃度為0.5-2mol·L^-1。

優選地：所述的PAF-41的制備方法：

(1)在氮氣保護下，向反應器中加入等摩爾比的雙-(1,5-環辛二烯)鎳和2,2-聯吡啶，隨后注入體積比為1：10～1:100的無水1,5-環辛二烯和無水N,N-二甲基乙酰胺，其中雙-(1,5-環辛二烯)鎳的濃度為0.01-0.5mol·L^-1，將混合物在80-95℃條件下加熱攪拌0.5-5小時，以活化催化劑；

(2)同樣，在氮氣保護下，將三(4-溴苯)胺溶解于無水N,N-二甲基乙酰胺中，濃度為0.01-0.1mol·L^-1，80-95℃條件下攪拌0.5-5小時；

(3)隨后，將上述兩溶液混合，整個反應體系在80-95℃下加熱攪拌72-120小時；