[发明专利]一种基于羧基化纳米碳球材料的水中全氟酸类污染物的分析方法

说明书

本发明公开了一种基于羧基化纳米碳球材料的水中全氟酸类污染物的分析方法，它解决了现有的商品化的固相萃取吸附剂种类有限，对许多污染物，特别是极性较大的环境污染物难以找到合适的吸附剂材料的技术问题，具有前处理过程简单快速、操作安全，且方法的灵敏度高，结果可靠，满足检测要求，可实现环境样品中全氟酸类污染物的快速分析。该分析方法用到的固相萃取柱包括固相萃取柱壳体、填充在固相萃取柱壳体内部的羧基化纳米碳球以及盖合在固相萃取柱壳体两端的筛板。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，特别涉及一种基于羧基化纳米碳球材料的水中全氟酸类污染物的分析方法。

背景技术

目前，已有的研究表明，全氟酸类污染物会通过不同的途径进入到环境介质中，全氟酸类化合物是一类新型的含氟有机化合物，具有生殖毒性、发育毒性、诱变毒性、免疫毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性；这类化合物还具有较高的化学稳定性和生物惰性，难以在环境中以及生物体内降解，并具有很强的生物累积性，当前全氟酸类化合物已成为全球性的污染物。全氟辛基磺酸及其盐已被正式列入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物的名单之中。

在分析环境样品之前，通常需要对环境样品进行样品预处理。已有的液液萃取和索氏萃取等样品前处理方法具有费时、费力且需要大量高纯有机溶剂等缺点。为了克服这些缺点，固相萃取作为一种新型的样品前处理技术被发展起来，与液液萃取相比，这种技术具有更高的回收率和富集倍数、更少的溶剂消耗并且易于操作等优点。但在固相萃取的发展过程中也遇到一些技术难题，如商品化的固相萃取吸附剂种类有限，对许多污染物，特别是极性较大的环境污染物难以找到合适的吸附剂材料。

纳米碳球因其密度低、比表面积大、化学和热稳定性高、表面渗透性好、导电和导热性好等优点，使得这种材料在诸多领域得到广泛应用。但是，纳米碳球由于其固有的惰性表面和非极性性质而受到很多限制。因此，筛选廉价且能高效富集极性环境污染物的固相萃取新材料是非常必要的。

综上所述，现有技术中对于环境水中的全氟酸类污染物的分析检测，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种羧基化纳米碳球固相萃取柱，包括固相萃取柱壳体、填充在固相萃取柱壳体内部的羧基化纳米碳球以及盖合在固相萃取柱壳体两端的筛板。

在纳米碳球的表面上引入羧基后产生羧基化纳米碳球，改善了纳米碳球具有的惰性表面和非极性性质，并且保留了纳米碳球密度低、比表面积大、化学和热稳定性高、表面渗透性好、导电和导热性好等优点，是一种优良的固相萃取材料，尤其适合于全氟酸类等极性较大的环境污染物的固相萃取，具有更高的回收率和富集倍数、更少的溶剂消耗且易于操作。

进一步的，固相萃取柱柱容积与羧基化纳米碳球的比例为6:250-350，ml：mg。当将300g左右的羧基化纳米碳球替换固相萃取柱中原有的填料制备的得到的固相萃取柱在综合成本和萃取效率方面是最佳的，既保证了足够的萃取效率，成本又不至于太高。

为了解决上述现有技术的不足，本发明还提供了一种上述羧基化纳米碳球固相萃取柱的制备方法，包括如下步骤：

将羧基化纳米碳球填充在固相萃取柱管内部，将筛板固定在羧基化纳米碳球填料的上端以固定柱中的羧基化纳米碳球，然后将萃取柱的下端与真空泵连接，上端与软管的一端连接，软管的另一端浸入水样中。

启动真空泵(产生负压)，即可将样品溶液吸入羧基化纳米碳球固相萃取柱中进行固相萃取，具有萃取高效、萃取速度可调的优势。

为了解决上述现有技术的不足，本发明还提供了一种上述羧基化纳米碳球固相萃取柱进行水样中全氟酸类污染物的萃取方法，包括如下步骤：

1)用水和pH值为9-10的丙酮活化羧基化纳米碳球固相萃取柱；

2)将水样以设定流速流过羧基化纳米碳球固相萃取柱；