[发明专利]纤维素半透膜包覆纳米氧化铁固相萃取剂及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素包覆-表面活性剂修饰-纳米氧化铁固相萃取剂。

本发明的又一目的在于提供一种制备上述固相萃取剂的方法。

本发明还涉及上述固相萃取剂在分离富集天然水体中有机污染物方面的应用。

背景技术

本技术领域的背景和发展现状大致如下：快速准确有效地分析测定复杂环境水样品中痕量有机污染物是环境分析化学的难点。由于环境水样品的成分极其复杂，且污染物的含量通常极低，因此，环境水样品的前处理就成为了一个完整分析方法中必不可少的环节。固相萃取技术是目前应用最为广泛的环境水样品的前处理方法，常见的固相萃取柱有C18键合硅胶、石墨化碳黑、Oasis HLB等。一直以来，萃取容量有限和易受到天然有机质干扰的问题是制约固相萃取柱在天然环境水体样品前处理中应用的瓶颈。天然有机质广泛存在于所有地表生态系统中，天然水体中的溶解天然有机质是一类结构复杂的非均质的混合物，分子量从几百到几百万不等，这类大分子物质往往会吸附到萃取剂的表面，造成填料孔径堵塞、柱效降低、吸附容量下降、萃取柱寿命缩短，最终造成对小分子分析测定的严重干扰[1，2]。因此，开发一种适用于复杂环境水体，特别是天然有机质含量比较高的湖泊、城市污水、孔隙水中有机污染物分离富集的固相萃取剂迫在眉睫。

近年来，磁性纳米材料在固相萃取方面的应用受到了人们的关注，有少量文献报道了将其应用于大体积环境水样品中有机污染物的分离富集。磁性纳米Fe₃O₄既具有纳米材料高的比表面积和卓越的吸附性能，同时其特有的超顺磁性使其能在外加磁场存在的情况下，很容易实现大体积水样品固液分离，有作为一种优良固相萃取剂应用的巨大潜力[3，4]。纤维素是地球上最丰富的天然高分子，具有独特的性质，如无毒、安全、生物可降解性、生物相容性、亲水性、化学稳定性且价格低廉。纤维素半透膜可以用来隔离样品中的蛋白质、核酸、腐植酸等大分子及一些悬浮颗粒物，而小分子污染物则可以自由通过半透膜被萃取剂吸附[5，6]。将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等离子型表面活性剂通过自组装的方法对磁性纳米Fe₃O₄进行表面修饰，基于这类自组装体系建立的新型萃取技术已经证实对环境中多种有机污染物具有较强的萃取能力。在此基础上，对离子型表面活性剂修饰的磁性纳米Fe₃O₄进行包覆，形成亲水性的半透膜，不但能够保持其对有机污染物强的萃取能力，还可以通过半透膜消除复杂环境水样品中腐植酸等大分子污染物对富集萃取的干扰。

有关背景技术部分的文献可参见：

[1].H.C.H.W.H.J.Vaes，A.P.Freidig，B.H.J.L.M.Hermens，Influence of pH and other modifying factors on the distributionbehavior of 4-Quinolones to solid phases and humic acids studied by“negligible-depletion”SPME-HPLC.Environ.Sci.Technol.2000，34，4989-4994.

[2].J.F.Peng，J.F.Liu，X.L.Hu，G.B.Jiang，Direct determination ofchlorophenols in environmental water samples by hollow fiber supported ionicliquid membrane extraction coupled with high-performance liquidchromatography.J.ChromatogrA.2007，1139，165-170.

[3].X.L.Zhao，Y.L.Shi，T.Wang，Y.Q.Cai，G.B.Jiang，Preparation ofsilica-magnetite nanoparticle mixed hemimicelle sorbents for extraction ofseveral typical phenolic compounds from environmental water samples.J.ChromatogrA，2008，1188，140-147.