基于聚邻氨基苯酚的固相微萃取涂层的电化学制备及其应用.pdf

基于聚邻氨基苯酚的固相微萃取涂层的 电化学制备及其应用 摘要 固相微萃取(SPME)是一种集采样、萃取、浓缩、进样于一体的无溶剂微 萃取技术，具有简便、快速和环境友好等特点。而涂层材料和其制备方法是决定 SPME方法效率和性能的重要因素。因此，开发性能优异的吸附材料和研究最佳 制备涂层的方法是具有很强拓展前景。 本文利用电化学方法制备了聚邻氨基苯酚(PoAP)、氟化聚邻氨基苯酚 (F．PoAP)和氟化聚邻氨基苯酚掺杂二氧化钛(F．PoAP／Ti02)三种涂层纤维， 以12种多氯联苯(PCBs)为目标分析物，并通过对影响萃取效率的条件的优化， 建立环境水样中检测PCBs的方法。具体研究如下： (1)利用循环伏安法(CV)成功电化学聚合PoAP涂层纤维，以预处理后 的不锈钢丝为支撑纤维并作为工作电极，铂丝作对电极，Ag／AgCl电极作参比电 极，电化学条件有：扫描圈数被设置为20次；扫描范围在O．20．1．40V之间；扫 mV～S 描速率设定为100 1。通过循环伏安曲线、交流阻抗(EIS)以及红外光谱 (FTIR)图表征，研究其电化学聚合过程；并利用扫描电子显微镜(SEM)和 能量色散X射线光谱仪(EDX)表征涂层外部形貌和元素构成。电化学制备的 PoAP涂层被用于萃取环境水样中的PCBs，并对聚合PoAP涂层电化学条件(扫 描圈数和扫描范围)、萃取方式(顶空萃取和浸入萃取)和SPME条件(萃取 时间、萃取温度、离子强度和解析时间)进行优化。在最优条件下，该方法在 1-500 ng·L‘1的线性范围内相关系数良好，且相关系数(R2)在0．9914-0．9991之 间；检出限在0．356．0．789 ng·L。条件下，纤维日内 ng·L以之间；在PCBs为100 精密度在4．9％．10．2％，日间的精密度为4．6％．10．1％，纤维与纤维之间的相对标 准偏差(RSD)在5．7％．1I．1％范围内。将所建立的方法检测实际长江水样，回 收率在85．9％．112．6％之间，表现出该方法满意的实用性和可行性。但在实际应 用过程中，随着长时间高温解析(超过80次)，涂层开始出现小部分脱落现象。 (2)为解决PoAP纤维涂层一定的热稳定缺陷，在三氟乙酸(CF3COOH) 的环境下，同样利用循环伏安法(CV)电聚合F．PoAP涂层纤维，预处理后的 不锈钢丝做为工作电极，铂丝作对电极，Ag／AgCI电极作参比电极，其他电化学 条件与电聚合PoAP涂层条件一致。通过热重(TG)分析和扫描电子显微镜(SEM) 验证F．PoAP涂层纤维具有更好的热稳定性和物理稳定性；并通过能量色散X射 线光谱仪(EDX)证明F元素被成功的引入涂层中。以12种PCBs作为目标分 检测水样中PCBs的方法，该方法在O．5．500 ng-L‘1的具有良好的相关性，相关系 数(R2)在0．9941．0．9996之间；检出限在0．051．0．289 ng·L．1．单根纤维的日内 和日间以及纤维与纤维之间的相对标准偏差分别是2．7％．5．5％，2．3％-6．6％， 2．7％．7．0％。建立的方法对实际水样的加标回收率在89．7％．110．0％之间。并且在 实际应用过程中，单根纤维可重复使用超过120次。 (3)为了进一步增大F．PoAP涂层的比表面积，增强萃取效率。同样在三 散在电解液中。电化学条件与电聚合F．PoAP涂层条件一致，通过循环伏安法电 聚合和共沉积，成功在不锈钢丝电极表面上制备出了F．PoAP／Ti02纤维。利用扫 ／Ti02纤维对水样中PCBs表现出较好的萃取效果，在优化相同的SPME条件后， 对方法性能进行评估，得出了满意的线性范围和精确度以及检出限。其中，较宽 的线性范围在1-500 ng·L。1内且相关系数在0．9852．0．9956之间；单根纤维日间和 日内，以及纤维与纤维之间的相对标准偏差分另lJ9．5％，≤12．6％和S13．1％；有 较低的检出限在0．469．0．891 ng·L。1之间。在对实际水样检测后，加标回收率的范