[发明专利]一种多孔有机骨架涂层的SPME萃取纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔有机骨架涂层的SPME萃取纤维及其制备方法，所述的SPME萃取纤维包括纤维载体和附着在其表面的涂层，载体纤维为所述表面羟基化的基底纤维，其中一端涂覆有涂层材料，所述涂层材料为PAF‑41与胶的混合物。本发明的PAF‑41是一种多孔有机骨架材料，其具有均匀的微孔结构，高的比表面积，高度的芳香性，其结构特点使其对芳香型的挥发性物质具有良好的亲和力，可提高SPME的萃取效率，从而提高目标物检测的灵敏度。

技术领域

本发明属于样品分析前处理技术领域，是分析化学与材料化学的交叉学科，具体涉及一种多孔有机骨架涂层的SPME萃取纤维及其制备方法。

背景技术

固相微萃取(Solid-phase microextraction,SPME)技术是集采样、萃取、浓缩和进样于一体的样品前处理技术，已被广泛应用到环境工程，生物工程，医药工程以及食品工程中。SPME技术的核心在于萃取纤维(或称萃取纤维)，而萃取纤维的品质取决于萃取涂层对分析物的富集效率、选择性及其稳定性，目前商品化的SPME纤维价格昂贵且种类有限，涂层的主要成分有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚丙烯酸(PA)，二乙烯苯(DVB)碳分子筛(CAR)等。为了提高SPME技术分析效果，研究者尝试采用多种材料作为SPME萃取纤维的涂层，如：有机聚合物，离子液体，碳纳米材料，分子印刷聚合物，介孔材料，金属有机骨架材料，共价有机骨架材料等。其中，金属有机骨架材料和共价有机骨架材料具有结构多样且可调控，孔径均一，比表面积大等特点，成为近年来SPME涂层的研究热点。共价有机骨架材料是一种通过共价键连接有机结构基元构筑的多孔材料，与金属有机骨架相比，通常具有更好的热以及化学稳定性，能够在更加恶劣的条件下使用，克服了金属有机骨架材料的局限性。因此，作为SPME纤维的涂层材料，共价有机骨架材料是理想的选择。但是现有技术没有芳香型的共价有机骨架材料，因此开发一种具有对芳香型以及还有氨基的目标物有很强的富集能力的芳香型的共价有机骨架材料，具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种多孔有机骨架涂层的SPME萃取纤维及其制备方法，这种SPME萃取纤维具有很好的萃取效果，稳定性好，使用寿命长，对芳香型的挥发性物质有很强的富集能力，可以作为SPME样品前处理方法的主要部件，可与气相色谱，液相色谱，质谱等分析方法联用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多孔有机骨架涂层的SPME萃取纤维，包括纤维载体和附着在其表面的涂层，载体纤维的一端涂覆有涂层材料，所述涂层材料为PAF-41与胶的混合物。

优选地：所述的载体纤维包括石英纤维、玻璃纤维、不锈钢纤维、具有不锈钢内芯的石英毛细管或有不锈钢内芯的玻璃毛细管。

优选地：所述的载体纤维为表面羟基化的基底纤维，其制备方法为：将纤维的一端浸泡到氢氧化钠溶液中，然后，用盐酸溶液中和多余的氢氧根离子，最后，纤维用去离子水清洗在空气中干燥。

优选地：所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.5-2mol·L^-1，所述的盐酸溶液的浓度为0.5-2mol·L^-1。

优选地：所述的PAF-41的制备方法：

(1)在氮气保护下，向反应器中加入等摩尔比的双-(1,5-环辛二烯)镍和2,2-联吡啶，随后注入体积比为1：10～1:100的无水1,5-环辛二烯和无水N,N-二甲基乙酰胺，其中双-(1,5-环辛二烯)镍的浓度为0.01-0.5mol·L^-1，将混合物在80-95℃条件下加热搅拌0.5-5小时，以活化催化剂；

(2)同样，在氮气保护下，将三(4-溴苯)胺溶解于无水N,N-二甲基乙酰胺中，浓度为0.01-0.1mol·L^-1，80-95℃条件下搅拌0.5-5小时；

(3)随后，将上述两溶液混合，整个反应体系在80-95℃下加热搅拌72-120小时；