[发明专利]一种固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析化学领域的纳米材料，特别涉及了一种具有阳离子交换特性的复合型纳米纤维固相萃取材料。

背景技术

固相萃取作为一种样品前处理技术应用于很多领域，与传统的萃取技术相比固相萃取具有很多优势。固相萃取吸附剂呈固态，是萃取的核心，决定了固相萃取的性能。近年来，受待测样品种类影响，所用吸附剂得以快速发展。

纳米纤维固相萃取柱是新兴起的一种以纳米纤维作为固相萃取吸附剂的用于样品前处理的固相萃取柱。纳米纤维固相萃取柱首先具有一般固相萃取柱的优点，如：高样品回收率、良好的重现性、萃取简单快捷、样品净化效果好等，此外，凭借纳米纤维自身所具有的表面效应和小尺寸效应等，纳米纤维固相萃取柱具备比一般的固相萃取柱吸附容量高且吸附选择性好等特点，在样品前处理过程中随有机溶剂的用量进一步减少，微量的洗脱剂使目标物被洗脱下来后，不需要进行挥干、复溶等步骤，提高了样品分析的效率。纳米纤维固相萃取柱将在样品前处理领域有很大的应用前景，而对于具有不同吸附功能的纳米纤维固相萃取吸附剂的研究也将非常必要。

基于以上所述，研发一种具有阳离子交换特性的复合纳米纤维固相萃取吸附材料将进一步拓展纳米纤维固相萃取的应用范围，其开发将很有必要性。

发明内容

针对以上所述，本发明提供了一种用于萃取阳离子型极性化合物的复合型纳米纤维固相萃取材料。

本发明提供的纳米纤维固相萃取材料由主体材料、具有阳离子交换特性的功能基团及以导电聚合物为主的疏水组分组成。

所述固相萃取用复合纳米纤维材料通过以下步骤制得，1)制备纳米纤维：将带苯环聚合物或带苯环聚合物与不带苯环聚合物的混合物通过静电纺丝设备制得纳米纤维，后干燥备用，静电纺丝设备的电压为9～60kV，极距5～30cm，送料速度0.5～5mL/h；2)纳米纤维的磺化或羧基化：取1)中干燥后的纳米纤维，浸入过量的浓硫酸中，常温下超声或搅拌5～60min制得磺化纳米纤维；或将1)中干燥后的纳米纤维浸入盛有邻苯二甲酸酐溶液的反应瓶中，通纯氮并搅拌，于常压下制得羧基化纳米纤维；对所述磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维进行两次清洗，其中磺酸根基团或羧酸根基团提供阳离子交换作用；3)导电聚合物修饰纳米纤维：取2)经清洗后的磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维，加入吡咯、噻吩或苯胺等导电聚合物单体溶液以及氧化剂(氯化铁、过硫酸铵等)进行原位聚合反应制得导电聚合物修饰的纳米纤维，对所述导电聚合物修饰的纳米纤维进行清洗及干燥处理，其中导电聚合物提供如疏水作用、π-π共轭作用或其他特殊作用等。

上述步骤中步骤2)与步骤3)能调换，即将步骤1)制得的纳米纤维经上述步骤3)处理后制得导电聚合物修饰的纳米纤维，然后将导电聚合物修饰的纳米纤维经上述步骤2)处理，对导电聚合物修饰的纳米纤维进行磺化或羧基化处理。

优选地，所述的固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法，其中，步骤1)中纳米纤维的干燥在烘箱内进行，所述烘箱温度为30～100℃。

优选地，所述的固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法，其中，步骤2)中两次清洗包括，第一次清洗：用乙醇清洗；第二次清洗：用大量蒸馏水清洗至清洗液呈中性。

优选地，所述的固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法，其中，步骤3)中将2)清洗后的磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维放入水中，分别加入吡咯与氧化剂，吡咯与氧化剂的比例为1∶1～1∶10，将含有磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维的吡咯与氧化剂的混合物在30～80℃水浴中超声震荡或搅拌20～60min，制得修饰了吡咯的阳离子交换纳米纤维固相萃取材料。

优选地，所述的固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法，其中，步骤3)中将2)清洗后的磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维放入水中，分别加入噻吩与氧化剂，噻吩与氧化剂比例为1∶100～1∶300，将含有磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维的噻吩与氧化剂的混合物在60～90℃水浴中超声震荡或搅拌24～36h，制得修饰了噻吩的阳离子交换纳米纤维固相萃取材料。

优选地，所述的固相萃取用复合纳米纤维材料制备方法，其中，步骤3)中将2)清洗后的磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维放入盐酸水溶液中，分别加入苯胺与氧化剂，苯胺与氧化剂比例为2∶1～1∶5，将含有磺化纳米纤维或羧基化纳米纤维的苯胺与氧化剂的混合物超声震荡或搅拌1～2h，清洗，制得修饰了聚苯胺的阳离子交换纳米纤维固相萃取材料。