[发明专利]钛酸纳米材料吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学分析测试仪器设备领域，涉及一种用于富集和/或净化生物和/或环境样品中有机污染物的钛酸纳米材料吸附剂及其制备方法。

背景技术

全氟化合物是一类广泛存在于各环境介质中的持久性有机污染物质，在全球普遍存在。国际环境科学界已经形成了一个研究全氟化合物污染的热潮，该研究已经成为环境科学研究前沿。其中全氟烷基磺酸和全氟烷基羧酸是两类最重要的全氟化合物，它们的蒸汽压和挥发性较小，具有较强的极性和较大的水溶性。对于绝大多数环境样品而言，由于全氟化合物浓度很低，在进行色谱测定前必须进行适当的萃取、富集和基体去除，否则无法得到可靠的结果。相关文献见C.A.Moody，J.W.Martin，W.C.Kwan，D.C.G.Muir，S.A.Mabury，Environ.Sci.Technol.2002，36：545-551；S.Taniyasu，K.Kannan，Y.Horii，N.Hanari，N.Yamashita，Environ.Sci.Technol.2003，37：2634-2639；B.Boulanger，J.Vargo，J.L.Schnoor，K.C.Hornbuckle，Environ.Sci.Technol.2004，38：4064-4070；Craig M.Butt，Derek C.G.Muir，Ian Stirling，Michael Kwan，Scott A.Mabury，Environ.Sci.Technol.2007，41：42-49；B.D.Key，R.D.Howell，C.S.Criddle，Environ.Sci.Technol.1997，31：2445-2454；G.T.Tomy，W.Budakowski，T.Halldorson，P.A.Helm，G.A.Stern，K.Friesen，K.Pepper，S.A.Tittlemier，A.T.Fisk，Environ.Sci.Technol.2004，38：6475-6481；以及K.Kannan，J.Newsted，R.S.Halbrook，J.P.Giesy，Environ.Sci.Technol.2002，36：2566-2571。

目前对于环境液体样品，常用的样品前处理方法有离子对液-液萃取和固相萃取法。离子对液-液萃取时常用的萃取溶剂是甲基叔丁基醚(MTBE)、乙腈和甲醇，该方法在处理环境水样时所使用萃取剂数量较多，而且操作繁琐，不利于人体健康和环境保护，效率低下，萃取回收率差，对低浓度和复杂基体样品有时显得无能为力。固相萃取常用C₁₈和C₈硅胶柱，少数也使用聚合物柱，该方法对极性和水溶性较大的全氟烷基磺酸和全氟烷基羧酸萃取能力差，不利于大体积水样品的富集，测定灵敏度不能满足要求，且C₁₈和C₈硅胶萃取剂的太强疏水性导致它们与水样品溶液的接触不密切，造成萃取效果差，回收率低，且必须在萃取水样前对萃取剂进行预处理，这也造成了萃取操作的极大不便。低的萃取效率会导致仪器测定的准确度和特异性下降，无法得到可靠结果。此外，目前常用的广谱性吸附剂还有活性炭，其对水体中大部分有机污染物都具有很强的吸附能力，尤其是对疏水性强的有机物，但不具备选择性吸附的能力。

因此，需要开发一种具有较高吸附能力的用于富集和/或净化生物和/或环境样品如河水、污水中痕量全氟化合物的新型吸附剂。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于富集和/或净化生物和/或环境样品中有机污染物的钛酸纳米材料吸附剂。

本发明的另一个目的在于，提供所述新型钛酸纳米材料吸附剂的制备方法及用途。

本发明的目的是采用以下方案来实现的。一方面，本发明提供了一种钛酸纳米材料吸附剂，其为疏水基团与亲水基团同时修饰的钛酸纳米管。

在本发明的一个优选实施方案中，所述钛酸纳米材料吸附剂的疏水基团选自烷烃基和芳烃基，更优选地，该疏水基团为十八烷基；更优选地，所述十八烷基得自十八烷基硅烷化试剂，该十八烷基硅烷化试剂选自十八烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三氯硅烷和一氯二甲基十八烷基硅烷，最优选为十八烷基三乙氧基硅烷。

在本发明的一个优选实施方案中，所述钛酸纳米材料吸附剂的亲水基团选自阳离子基团，优选选自氨丙基；更优选地，所述氨丙基得自氨丙基硅烷化试剂，该氨丙基硅烷化试剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷。