[发明专利]一种二氧化硅@P-A-β-CD/NIPAM吸附介质的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种SiO₂@P‑A‑β‑CD/NIPAM吸附介质的制备方法，包括以下步骤：（1）合成丙烯酰环糊精功能单体；（2）用KH570对SiO₂进行硅烷化，得到硅烷化的SiO₂；（3）合成SiO₂@P‑A‑β‑CD/NIPAM吸附介质。同时，本发明还公开所述SiO₂@P‑A‑β‑CD/NIPAM吸附介质用于固相微萃取的应用。本发明提供的SiO₂@P‑A‑β‑CD/NIPAM吸附介质，能使酚类有机污染物在其表面达到快速的吸附和解析，能用于制备固相微萃取柱，能用于在线检测水中的酚类物质，稳定好，可重复利用。

技术领域

本发明属于固相微萃取技术领域，具体涉及一种SiO₂@P-A-β-CD/NIPAM吸附介质的制备方法及其用于固相微萃取的应用。

背景技术

环境水中的有机污染物种类繁多，基质复杂，含量低，而且随环境变化快、影响因素多、涉及范围广，是一个突出的环境问题，也是环境科学研究的热点。与分析仪器的飞速发展相比，样品前处理技术发展相对滞后，其决定着分析过程的速度及准确性，也是制约在线分析仪器应用的瓶颈。因此，设计具有功能化、多作用模式的复杂样品前处理体系，使其在在线监测中达到快速、稳定性好的特性，成为当前该领域研究的当务之急。

现有对环境水中的酚类有机污染物富集的方法主要是固相萃取法，而商用的萃取柱皆为直径约1cm的塑料一次性商品柱，价格昂贵，不能同时对多种基质进行富集净化，且其分析耗时长、误差大，难于实现在线，不可重复利用；毛细管微柱由于容量的问题，一般需要通过增加长度来提高容量，但这会使得系统压力增大，同样使在线前处理系统的稳定性降低。在线监测因前处理吸附介质的记忆效应及较慢的解离速度导致时间分辨率差、误差大，且使用的萃取柱体积较大，因此具有死体积大、柱压高等缺陷。因此样品预处理中吸附介质的功能化和前处理萃取柱的设计成为在线分析系统的关键问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种二氧化硅@P-A-β-CD/NIPAM（即SiO₂@P-A-β-CD/NIPAM，中文名称为：丙烯酰环糊精和异丙基丙烯酰胺接枝的二氧化硅微球）吸附介质的制备方法，所述吸附介质能作为固相萃取、固相微萃取等的固定相，可实现对目标化合物的高效分离富集。同时，本发明还提供将所述吸附介质用于固相萃取柱的应用、以及使用所述萃取柱进行环境水中有机污染物的在线检测方法。

一种SiO₂@P-A-β-CD/NIPAM吸附介质的制备方法，包括以下步骤：

（1）合成丙烯酰环糊精（简称A-β-CD）功能单体；

（2）用硅烷偶联剂KH570对SiO₂进行硅烷化，得到硅烷化的SiO₂（简称SiO₂@KH570）；

（3）合成SiO₂@P-A-β-CD/NIPAM吸附介质：将0.3-0.8g硅烷化的SiO₂分散在20mL干燥的DMF中，加入20-30mg偶氮二异丁腈，在N₂氛围中，60-80℃的条件下，向其中逐滴加入1-6mmoL异丙基丙烯酰胺和浓度为0.05moL/L的丙烯酰环糊精功能单体的DMF溶液20mL，加入完毕后，搅拌24-48h，然后离心，将离心得到的沉淀用蒸馏水和甲醇交替洗涤5次，除去未接枝到SiO₂表面的单体及其自聚产物，将沉淀在50℃真空干燥2天，即得到丙烯酰环糊精和异丙基丙烯酰胺接枝的二氧化硅微球吸附介质（简称SiO₂@P-A-β-CD/NIPAM）。

优选地，步骤（2）中采用KH570对SiO₂进行硅烷化的具体操作如下：