[发明专利]凹凸棒土固相萃取柱的固相萃取方法及其在碱性化合物的应用

说明书

技术领域

本发明涉及样品预处理技术领域，特别涉及一种凹凸棒土的固相萃取方法及其在碱性化合物的应用。

背景技术

凹凸棒土（Attapulgite，以下简称凹土）是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐矿物，理想的分子式为：[(OH₂)₄ (Mg, Al, Fe)₅ (OH).2Si₈O₂₀]·4H₂O，含有丰富的吸附水、结合水、结构水和硅羟基、镁羟基、铝羟基等结构羟基。其晶体呈针状、纤维状集合，单根纤维晶的直径在10 ~ 25 nm左右，长约500 ~ 1000 nm，孔道横截面约为0.38 nm × 0.63 nm，符合纳米材料的尺度标准，属于天然纳米材料。由于凹凸棒土具有比表面积大和表面活性、多孔性和吸附能力强、阳离子交换性等表面和界面性质，特别是成本低廉，使其在重金属和有机化合物的吸附中得到广泛地应用。

通过对凹凸棒土表面进行有机改性，表面修饰上具有特异性能的功能团，可以提高有机化合物的选择性和吸附量。例如，3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰的凹凸棒土利用强静电相互作用去除含磺酸基的活性染料（A. Xue, S. Zhou, Y. Zhao, X. Lu, P. Han, J. Hazard. Mater. 2011, 194, 7-14）；十八烷基三甲基氯化铵修饰的凹凸棒土利用氢键、静电相互作用和疏水相互作用吸附丹宁酸（J. Huang, Y. Liu, X. Wang, J. Hazard. Mater. 2008, 160, 382-387）；凹凸棒土表面合成分子印记聚合物作为固相萃取填料应用于苏丹红染料的分析（C. Zhao, T. Zhao, X. Liu, H. Zhang, J. Chromatogr. A 2010, 1217, 6995-7002）；硼酸改性的磁性凹凸棒土对含有顺式二醇结构的核苷具有富集效果（T. Cheng, H. Li, Y. Ma, X. Liu, H. Zhang, Anal. Bioanal. Chem. 2015, 407, 3525-3529）。如上有机化合物改性的凹凸棒土虽然提高了选择性，但是修饰的步骤繁琐，且局限于含有羟基和酸根离子的有机化合物的吸附和萃取。

凹凸棒土原土被用于去除废水中的Cd（比表面积为112 m²/g），最大吸附量为4.54 mg/g（E. Álvarez-Ayuso, A. García-Sánchez, J. Hazard. Mater. 2007, 147, 594-600）。凹凸棒土经过盐酸处理之后，比表面积增加到267.5 m²/g，对Cd的最大吸附量增加至52.58 mg/g，该吸附的主要机理为阳离子交换作用（W. Wang, H. Chen, A. Wang, Sep. Purif. Technol. 2007, 55, 157-164）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据凹凸棒土经过酸化处理后具有阳离子交换的作用机理，提供一种以酸化凹凸棒土作吸附剂的固相萃取柱，用于复杂基质中碱性化合物特别是三聚氰胺和组胺的净化预处理。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：

凹凸棒土固相萃取柱的固相萃取方法，其特征包括如下步骤：

a、将填充酸化凹凸棒土的固相萃取小柱先用甲醇润洗，再用去离子水润洗；

b、将待测样品通过经a步润洗的固相萃取小柱，用pH<8的有机溶液淋洗小柱并抽干，弃去废液；

c、将经过b步有机溶液淋洗的固相萃取小柱，用pH>12的碱性有机溶液洗脱小柱并抽干，收集洗脱液，调节pH 7~8，定容待分析用。

所述的酸化凹凸棒土的制备方法，凹凸棒土碾磨粉碎、筛分至200目以下，然后加入盐酸浓度0.5～12 mol/L，凹凸棒土和盐酸的比例为1：2～1：30 g/mL，处理温度20～85 °C，处理时间0.5～7 h，用蒸馏水洗涤、过滤后，烘箱60～120 °C烘干5～10 h，碾磨后得到酸化的凹凸棒土。

所述的填充酸化凹凸棒土的固相萃取小柱的制备方法，称取酸化的凹凸棒土0.03～3.0 g，装入带5～20 μm孔径的筛板的3～50 mL固相萃取小柱中，填入5～20 μm微孔上筛板后用振动床震荡均匀，用压柱机压实。

所述的pH<8的有机溶液中有机溶剂的含量可以为0%～95%。