[發明專利]一種用于固相微萃取柱的摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210209484.5
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114452958B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 馬曉東;馬蓉;于雙雙;林燕
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D15/20;G01N1/40
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明屬于環境檢測與分析技術領域，尤其涉及一種用于固相微萃取柱的摻雜劑?聚吡咯復合涂層材料及其制備方法。所述復合涂層材料由摻雜劑和聚吡咯納米材料復合形成，其復合涂層材料的顆粒尺寸為50?280nm，厚度為100?700nm；摻雜劑包括十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、酚藏花紅。本發明的聚吡咯復合管內固相微萃取涂層制備方法簡單易操作、安全可靠、易于規?；?，化學穩定性好，可以循環多次使用，對極性農藥表現出很高的萃取效率，通過對摻雜劑和吡咯濃度、氧化劑濃度及薄膜厚度的調節即能實現對聚吡咯復合薄膜的吸附能力調控。

技術領域

本發明屬于環境檢測與分析技術領域，尤其涉及一種用于固相微萃取柱的摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料及其制備方法。

背景技術

農藥殘留檢測的傳統樣品預處理方法如液-液萃取(LLE)、QuECHERS和固相萃取(SPE)等雖取得了預期的萃取性能，但仍存在消耗大量有機溶劑、處理過程如提取和凈化程序繁瑣且耗時、萃取效率較差、靈敏度低、成本較高等缺點，因此開發環境友好、提取效率高、成本效益高、操作方便的樣品預處理方法檢測農藥殘留尤為迫切。管內固相微萃取(IT-SPME)作為一種常規前處理技術的快速替代技術，具有環境友好，體積簡小、操作簡便，能夠與其他分析儀器聯用，靈敏度高等獨特優點，在環境樣品農藥殘留檢測方面應用十分廣泛。

IT-SPME的工作原理是吸附平衡，即目標分析物與吸附相之間在涂層上發生濃度平衡，因此涂層材料是決定IT-SPME性能的關鍵因素。多孔二乙烯基苯(Supel-Q)，TRB-5(95％二甲基-5％二苯基聚硅氧烷)，聚硅氧烷(14％氰丙基丙基苯基甲基聚硅氧烷)和聚乙二醇等是IT-SPME最常用的涂層材料，這些商用的IT-SPME涂層價格昂貴，材料的廣譜性也使得其對目標分析物的選擇性低；最主要的問題在于商用涂層材料適合分析弱極性和揮發性化合物，對極性化合物的相互作用和保留差。在新型涂層材料中，聚吡咯(PPy)作為管內固相微萃取材料具有極大的潛力，聚吡咯及其衍生物除了具有多功能特性和多孔表面性，還可以通過離子交換、氫鍵相互作用、疏水相互作用等相互作用將極性基團引入聚合物鏈，這極大地促進了聚吡咯吸附材料對目標分析物的提取和分離能力。此外，聚吡咯無毒，價格便宜，而且能通過簡單的化學氧化法或電化學方法快速制備。因此，聚吡咯及其復合材料作為IT-SPME涂層材料具有很大潛力。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種用于固相微萃取柱的摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料，所述復合涂層材料由摻雜劑和聚吡咯材料復合形成，其復合涂層材料的顆粒尺寸為50-280nm，厚度為100-700nm；

摻雜劑包括十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、酚藏花紅。

一種在固相微萃取柱上制備摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料的方法，包括以下步驟：

1)柱內表面預處理：將支撐材料內表面分別用1.0mol/L的鹽酸溶液和1.0mol/L的氫氧化鈉溶液刻蝕，然后用純水和丙酮沖洗后吹干；

2)復合涂層材料制備：將吡咯單體和摻雜劑二者的混合溶液和氧化劑溶液依次通過毛細管，在毛細管內表面制備摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料；

3)重復步驟2)操作，然后采用甲醇沖洗支撐材料內表面后吹干，得到管內制備有摻雜劑-聚吡咯復合涂層材料的固相微萃取柱，所述復合涂層材料通過化學鍵合的形式固定在支撐材料內壁。

所述步驟1)中，支撐材料包括石英毛細管柱、聚四氟乙烯管或不銹鋼管；內徑范圍為0.1-1.0mm，長度范圍為4.0-30.0cm。

所述步驟2)中，氧化劑為過硫酸銨。

進一步的，所述步驟2)中，吡咯單體和摻雜劑摩爾比的范圍10:1-500:1；吡咯單體和過硫酸銨摩爾比的范圍5:1-40:1。