[发明专利]氯甲基聚苯乙烯树脂固载1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐固相萃取剂及其制备方法和应用

说明书

发明公开了一种氯甲基聚苯乙烯树脂固载1‑胺乙基‑3‑甲基咪唑溴盐固相萃取剂及其制备方法和应用，属于固相萃取及样品前处理技术领域。本发明的技术方案要点为：氯甲基聚苯乙烯树脂固载1‑胺乙基‑3‑甲基咪唑溴盐固相萃取剂，该固相萃取剂是通过将1‑胺乙基‑3‑甲基咪唑溴盐离子液体通过化学键合接枝在氯甲基聚苯乙烯树脂表面制得的，其结构式为：。本发明还具体公开了该氯甲基聚苯乙烯树脂固载1‑胺乙基‑3‑甲基咪唑溴盐固相萃取剂的制备方法及其在分离富集和去除样品中对硝基酚中的应用。本发明所述的固相萃取剂具有合成方法简便、吸附量大、选择性好、抗干扰能力强、灵敏度高和可循环使用等优点。

技术领域

本发明属于固相萃取及样品前处理技术领域，具体涉及一种氯甲基聚苯乙烯树脂固载1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐固相萃取剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业化和城市化的快速发展，各种有机污染物被排放到环境中，造成严重的环境问题。对硝基苯酚是医药、农药、染料、人造树脂、炸药和其它精细化学品生产过程中的重要工业原料和中间体，很容易在这些生产过程中进入和污染水体。对硝基酚作为水环境中常见的酚类污染物，具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性且很难降解，即便很低的浓度也能对水生生物和水体造成很大的毒害，被美国和欧洲的环境保护机构列为优先污染物，也是我国水中优先污染物黑名单中列为近期控制对象的六种酚类之一。因此，对水中对硝基苯酚的检测和去除尤为迫切和重要。

实际环境样品中对硝基酚的含量较低，成分复杂，基体干扰大，普通分析方法由于灵敏度低难以检测其中的含量，为提高方法的灵敏度，对含对硝基酚的样品进行前处理是必要的。样品前处理可以富集待测物，排除干扰物质，是环境分析中不可缺少的环节。对硝基酚常见的样品前处理技术如溶剂萃取、索氏提取、超声波萃取等方法操作繁琐，各步骤之间的转移容易引入误差，重现性差；而且往往需要使用大量的挥发性有机溶剂。固相萃取技术(SPE)是近年来应用广泛且越来越受欢迎的样品前处理新技术，具有高效、快速简便、溶剂用量少和重复性好等优点，并可根据需要选择适当的商品化小柱或自行填充吸附萃取材料，非常适合水样中酚类的分离富集或含酚废水的深度处理。

固相萃取剂的性质直接决定了固相萃取柱对目标分析物选择吸附性能的优劣以及分析检测灵敏度的高低，因此，固相萃取技术的关键在于固相萃取剂的选择。离子液体由于很多独特的物理化学性质如蒸汽压极低、不挥发、萃取能力强、稳定性好而被称为环境友好型溶剂。但离子液体价格昂贵、单独作为溶剂使用时用量大且往往需要繁琐的相分离过程，在使用时不易完全从水中分离，很容易对水体造成污染，从而导致其使用受到限制。将离子液体固载到固相载体上既可保持离子液体的优良吸附性能，又可显著减少离子液体的用量，防止离子液体的流失，且易于分离，使用方便，是一类对大气、水体更加友好的环境材料。

本发明采用化学键合技术，将离子液体的阳离子通过化学反应键合在氯甲基聚苯乙烯树脂表面，制备树脂表面固载离子液体新材料。该材料作为样品前处理吸附剂，用于水中痕量对硝基酚的分离富集，具有吸附灵敏度高、选择性好和平衡时间短等优点。新材料既保持了离子液体对酚类污染物良好的吸附性能，又减少了离子液体的用量，防止了离子液体的流失对环境的污染，且易于固液分离和回收利用，为其在环境样品前处理及废水深度处理中的应用提供科学依据。

目前文献中已报道的用于酚类分离富集的固相萃取剂包括石墨烯、碳纳米管、键合硅胶、分子印迹聚合物以及新型纳米材料等。选用氯甲基聚苯乙烯树脂载体固载1-胺乙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体制备成吸附剂用于无溶剂萃取对硝基酚的相关文献还未见报道。所检索到的有关酚类固相萃取剂和固载氨基类离子液体与本发明相关的现有技术如下：

公开号为CN104402729A的专利公开了一种采用硅胶键合二甲基丙氨基咪唑固相萃取剂吸附水中2,4-二硝基酚的方法。该技术方案是将氨基咪唑键合在硅胶上，表面结构不是离子液体结构，没有离子液体的萃取优势，而且硅胶本身就有一定的吸附能力，会对材料的选择性造成一定的影响，而文中没有考察固相萃取柱对于2,4-二硝基酚的选择性吸附性能。